Какова энергия, связанная с тепловым движением молекулы кислорода при температуре 60ºС, и молекулы азота при – 60ºС?

Карамелька_5112

43

Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые физические константы и формулы.

Сначала рассмотрим энергию теплового движения молекулы кислорода при температуре 60ºС. Для расчета этой энергии используем формулу:

\[E = \frac{3}{2} k T\]

где \(E\) - энергия, связанная с тепловым движением молекулы, \(k\) - постоянная Больцмана (\(k = 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К}\)), а \(T\) - температура в Кельвинах.

Для перевода температуры из градусов Цельсия в Кельвины, используем следующую формулу:

\[T(\text{К}) = T(\text{ºC}) + 273.15\]

Подставим значения в формулу и рассчитаем:

\[T(\text{К}) = 60ºC + 273.15 = 333.15 \, \text{K}\]

\[E = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \times 333.15 \, \text{K}\]

Выполняя вычисления, получим:

\[E \approx 6 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Таким образом, энергия, связанная с тепловым движением молекулы кислорода при температуре 60ºС, примерно равна \(6 \times 10^{-21}\) Дж.

Теперь рассмотрим энергию теплового движения молекулы азота при температуре -60ºС. Переведем температуру в Кельвины:

\[T(\text{К}) = -60ºC + 273.15 = 213.15 \, \text{K}\]

Применяем формулу:

\[E = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \times 213.15 \, \text{K}\]

Вычисляем:

\[E \approx 4 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Таким образом, энергия, связанная с тепловым движением молекулы азота при температуре -60ºС, примерно равна \(4 \times 10^{-21}\) Дж.

Важно понимать, что эти значения являются приближенными и используются для демонстрации принципа расчета.