Вопрос задан 15.03.2025 в 23:34. Предмет Физика. Спрашивает Комар Саша.

В сосуде
находится газ при температуре 273 К. Определите среднюю кинетическую энергию
хаотического движения моле­кул газа. На сколько уменьшится кинетическая энергия
молекул при уменьшении температуры на 50 К?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Вершинин Александр.

Для решения задачи воспользуемся формулой, связывающей среднюю кинетическую энергию молекул газа с температурой:

Ek=32kBT,\langle E_k \rangle = \frac{3}{2} k_B T,

где:

  • Ek\langle E_k \rangle — средняя кинетическая энергия молекул,
  • kBk_B — постоянная Больцмана (kB1,381023Дж/Кk_B \approx 1{,}38 \cdot 10^{-23} \, \text{Дж/К}),
  • TT — абсолютная температура в кельвинах.

Шаг 1: Найдем кинетическую энергию молекул при T=273КT = 273 \, \text{К}

Подставим известные значения в формулу:

Ek=321,381023273.\langle E_k \rangle = \frac{3}{2} \cdot 1{,}38 \cdot 10^{-23} \cdot 273.

Произведем расчеты:

Ek323,7710215,6551021Дж.\langle E_k \rangle \approx \frac{3}{2} \cdot 3{,}77 \cdot 10^{-21} \approx 5{,}655 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}.

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул при 273К273 \, \text{К} составляет Ek5,661021Дж\langle E_k \rangle \approx 5{,}66 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}.


Шаг 2: Определим изменение кинетической энергии при уменьшении температуры на 50К50 \, \text{К}

Новая температура будет:

Tновая=27350=223К.T_{\text{новая}} = 273 - 50 = 223 \, \text{К}.

Средняя кинетическая энергия при TноваяT_{\text{новая}}:

Ek=32kBTновая=321,381023223.\langle E_k' \rangle = \frac{3}{2} k_B T_{\text{новая}} = \frac{3}{2} \cdot 1{,}38 \cdot 10^{-23} \cdot 223.

Произведем расчеты:

Ek323,0810214,621021Дж.\langle E_k' \rangle \approx \frac{3}{2} \cdot 3{,}08 \cdot 10^{-21} \approx 4{,}62 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}.

Изменение кинетической энергии:

ΔEk=EkEk=5,6610214,621021=1,041021Дж.\Delta E_k = \langle E_k \rangle - \langle E_k' \rangle = 5{,}66 \cdot 10^{-21} - 4{,}62 \cdot 10^{-21} = 1{,}04 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}.

Ответ:

  1. Средняя кинетическая энергия молекул при температуре 273К273 \, \text{К}: Ek5,661021Дж\langle E_k \rangle \approx 5{,}66 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}.
  2. Кинетическая энергия уменьшится на 1,041021Дж1{,}04 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж} при снижении температуры на 50К50 \, \text{К}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос