Какова средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа при температуре 273 К? На какую величину

Polyarnaya

56

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для расчета средней кинетической энергии молекул газа:

\[E_k = \frac{3}{2} k_B T\]

где \(E_k\) - средняя кинетическая энергия, \(k_B\) - постоянная Больцмана и \(T\) - температура в кельвинах.

Для начала, заменим значения в формуле. У нас задана температура 273 K. Постоянная Больцмана \(k_B\) равна приблизительно \(1.38 \times 10^{-23}\) Дж/К.

Теперь можем подставить значения в формулу:

\[E_k = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 273\]

Рассчитаем это:

\[E_k = 2.07 \times 10^{-23} \times 273\]

\[E_k = 5.65 \times 10^{-21} \, Дж\]

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре 273 K составляет \(5.65 \times 10^{-21}\) Дж.

Теперь давайте рассмотрим вторую часть задачи. Нам нужно определить, насколько уменьшится кинетическая энергия молекул, если температура уменьшится.

Предположим, что температура уменьшится на \(\Delta T\) К. Тогда новая кинетическая энергия молекул будет:

\[E_{k_2} = \frac{3}{2} k_B (T - \Delta T)\]

Для удобства, давайте разделим это на два шага. Сначала найдем разность температур:

\(\Delta T = T - 273\)

Теперь, подставим найденное значение разности температур обратно в формулу:

\[E_{k_2} = \frac{3}{2} k_B (\Delta T)\]

Рассчитаем это:

\[E_{k_2} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times (\Delta T)\]

Таким образом, кинетическая энергия молекул уменьшится на \(\frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times (\Delta T)\) Дж.

Надеюсь, этот подробный ответ помог вам разобраться в задаче. Если у вас еще есть вопросы, не стесняйтесь задавать!