Какова кинетическая энергия для поступательного движения водорода массой 10 г при температуре 280 К? Какова полная

  • 70
Какова кинетическая энергия <εп> для поступательного движения водорода массой 10 г при температуре 280 К? Какова полная кинетическая энергия всех молекул?
Тайсон
55
Для начала, давайте вспомним формулу для вычисления кинетической энергии:

Ek=12mv2

где Ek - кинетическая энергия, m - масса объекта, v - его скорость.

В данной задаче нам даны масса водорода (10 г) и температура (280 К). Однако, нам не дана скорость водородных молекул. Чтобы решить задачу, нам нужно использовать формулы из кинетической теории газов.

Кинетическая энергия молекулы связана с её среднеквадратичной скоростью vср по формуле:

Ek=32kT

где k - постоянная Больцмана (k1.38×1023Дж/К), T - температура в Кельвинах.

Итак, чтобы найти кинетическую энергию для поступательного движения водорода, мы должны сначала определить его среднеквадратичную скорость. Для этого воспользуемся формулой:

vср=3kTm

где m - масса водорода.

Подставив значения в формулу, получим:

vср=3×1.38×1023×2800.01

vср5.94×102м/с

Теперь, зная значение среднеквадратичной скорости vср, мы можем вычислить кинетическую энергию одной молекулы водорода:

Ek=12mvср2

Ek=12×0.01×(5.94×102)2

Ek1.767×102Дж

Таким образом, кинетическая энергия для поступательного движения одной молекулы водорода составляет примерно 1.767×102Дж.

Теперь давайте найдем полную кинетическую энергию всех молекул водорода. Для этого нужно умножить кинетическую энергию одной молекулы на общее количество молекул N:

Eобщ=Ek×N

где Eобщ - полная кинетическая энергия всех молекул, N - количество молекул.

Чтобы найти количество молекул N, мы можем использовать формулу:

N=mM

где M - молярная масса вещества. Для водорода M2г/моль.

Подставив значения, получим:

N=0.012

N=5×103моль

Теперь мы можем найти полную кинетическую энергию всех молекул:

Eобщ=1.767×102×5×103

Eобщ8.835×101Дж

Таким образом, полная кинетическая энергия всех молекул водорода составляет примерно 8.835×101Дж.