Какова энергия теплового движения молекулы кислорода при температурах 60ºС и молекулы азота при – 60ºС?

Ваш вопрос касается расчета энергии теплового движения молекул кислорода (O2) при температуре 60ºC и молекул азота (N2) при температуре –60ºC. Для ответа на этот вопрос используем формулу средней кинетической энергии одной молекулы идеального газа:

$E = \frac{3}{2} kT$

где $E$ – средняя кинетическая энергия молекулы, $k$ – постоянная Больцмана (примерно равная $1.38 \times 10^{-23}$ Дж/К), а $T$ – абсолютная температура в кельвинах.

Первым делом необходимо перевести градусы Цельсия в Кельвины. Температура в Кельвинах рассчитывается по формуле:

$T(K) = T(°C) + 273.15$

Для кислорода при 60ºC:

$T = 60 + 273.15 = 333.15 \, К$

Теперь мы можем подставить это значение в формулу энергии:

$E_{O2} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 333.15$

Аналогично, для азота при –60ºC:

$T = -60 + 273.15 = 213.15 \, К$

$E_{N2} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 213.15$

Рассчитаем эти значения.

Средняя кинетическая энергия одной молекулы кислорода (O2) при температуре 60ºC составляет приблизительно $6.90 \times 10^{-21}$ Дж. Для молекулы азота (N2) при температуре –60ºC эта энергия равна примерно $4.41 \times 10^{-21}$ Дж.

Эти значения получены на основе упрощенного предположения о том, что кислород и азот можно считать идеальными газами, а их молекулы обладают только энергией поступательного движения. В реальных условиях, особенно при высоких давлениях или низких температурах, эти значения могут отличаться из-за влияния межмолекулярных взаимодействий и других факторов. ​​