4. В баллоне вместимостью V = 4,0 л находится N = 8,0·10^25 молекул азота. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул, если давление азота p = 2,0 МПа.
Дано:
N2,
V=4.0 л,
N=8.0⋅1025,
p=2.0 МПа.
Найти:
⟨Eк⟩ — ?
СИ:
V=4.0⋅10−3 м3,
p=2.0⋅106 Па.
Решение:
Преобразуем основное уравнение МКТ p=32n⟨Eк⟩, получим уравнение для расчёта средней кинетической энергии поступательного движения молекул азота:
⟨Eк⟩=2n3p, где n — концентрация молекул азота n=VN.
Тогда ⟨Eк⟩=2N3pV.
Вычислим среднюю кинетическую энергию:
⟨Eк⟩=2⋅8.0⋅10253⋅2.0⋅106⋅4.0⋅10−3=1.5⋅10−22 (Дж).
Ответ: ⟨Eк⟩=1.5⋅10−22 Дж.