Какова абсолютная температура азота N2, если его молекулы движутся со скоростью 1400 м/с? Ответ округлите до ближайшего

Объяснение:
Абсолютная температура связана со средней кинетической энергией молекул газа. Для этого нам понадобится использовать формулу Клаузиуса-Максвелла:

Т = (2 * средняя кинетическая энергия) / (3 * k)

где T — абсолютная температура, средняя кинетическая энергия — средняя энергия, которую имеют молекулы газа из-за своего движения, k — постоянная Больцмана.

Мы можем использовать скорость движения молекул азота, чтобы вычислить среднюю кинетическую энергию. Средняя кинетическая энергия может быть выражена следующей формулой:

средняя кинетическая энергия = (масса молекулы * скорость^2) / 2

Пример использования:
Дано:
скорость молекул азота, v = 1400 м/с

масса молекулы азота, m = 2 * (масса атома азота) = 2 * 14 г/моль

Подставим данные в формулу:

средняя кинетическая энергия = (масса молекулы * скорость^2) / 2

средняя кинетическая энергия = (2 * 28 г/моль * (1400 м/с)^2) / 2

средняя кинетическая энергия = 54880000 г * м^2/с^2 / 2

средняя кинетическая энергия = 27440000 г * м^2/с^2

Теперь, используя формулу Клаузиуса-Максвелла, мы можем рассчитать абсолютную температуру (T):

T = (2 * средняя кинетическая энергия) / (3 * k)

k = 1.38 х 10^-23 Дж/К (постоянная Больцмана)

Подставим значения в формулу:

T = (2 * 27440000 г * м^2/с^2) / (3 * 1.38 х 10^-23 Дж/К)

Т = 5.96811594203 х 10^24 К

Ответ: Абсолютная температура азота (N2) равна примерно 5.97 х 10^24 К. Ответ округляем до ближайшего целого числа, поэтому окончательный ответ — 6 х 10^24 К.

Совет:
Для лучшего понимания концепции абсолютной температуры и кинетической энергии молекул, можно провести дополнительное исследование использования формулы Клаузиуса-Максвелла в различных ситуациях. Кроме того, важно заметить, что данная формула применима для идеальных газов.

Упражнение:
Какова абсолютная температура молекул воды (H2O), если их скорость составляет 2000 м/с? Ответ округлите до ближайшего целого числа. (Масса атома кислорода