1.Если азот массой m = 28 г нагрели на 20 °, сообщив ему 415,5 Дж тепла, то молярная теплоемкость его равна

(в Дж/(моль•К))

2. Средняя длина свободного пробега молекул азота при Р=1,05х105Па и Т=300К равна (в м):

Добрый день! Давайте решим поставленные задачи.

1. Для решения этой задачи мы будем использовать формулу связи тепла и изменения температуры с массой и теплоемкостью вещества: q = m * C * ΔT.
Где q - количество тепла, m - масса вещества, C - молярная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Мы знаем, что масса азота равна 28 г и мы сообщили ему 415,5 Дж тепла при изменении температуры на 20 °C.

Первым шагом найдем количество вещества азота в молях. Для этого воспользуемся формулой n = m/M, где n - количество вещества (в молях), m - масса вещества (в г), а M - молярная масса вещества (в г/моль).
Молярная масса азота (M) равна 28 г/моль, так как масса азота равна 28 г.

n = m/M = 28 г / 28 г/моль = 1 моль.

Далее, чтобы найти молярную теплоемкость, мы подставим известные значения в формулу q = m * C * ΔT и решим ее относительно C.
Получаем: C = q / (m * ΔT) = 415,5 Дж / (28 г * 20 °C).

Заметим, что между Дж и кДж существует коэффициент 1000. Чтобы перевести Дж в кДж, мы поделим на 1000.

C = (415,5 Дж / (28 г * 20 °C)) / 1000 = 0,5925 кДж / (моль * °C).

Таким образом, молярная теплоемкость азота равна 0,5925 кДж / (моль * °C).

2. Для решения этой задачи мы будем использовать формулу связи средней длины свободного пробега молекул с давлением и температурой: λ = (k * T) / (sqrt(2) * d^2 * P), где λ - средняя длина свободного пробега (в метрах), k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^(-23) Дж/К), T - температура (в Кельвинах), d - диаметр молекулы (в метрах), P - давление (в Па).

Мы знаем, что давление равно 1,05 * 10^5 Па и температура равна 300 К. В данной задаче мы должны найти среднюю длину свободного пробега молекул азота.

Заметим, что давление изначально задано в Па, поэтому P = 1,05 * 10^5 Па.

А чтобы найти диаметр молекулы, мы будем использовать формулу d = 4 * V / S, где V - объем молекулы (в м^3), а S - площадь поперечного сечения молекулы (в м^2).

Диаметр молекулы азота зависит от его объема и плотности. Объем молекулы азота можно посчитать, представив его как идеальный газ и используя уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление (в Па), V - объем (в м^3), n - количество вещества (в моль), R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)), T - температура (в К).

Давление равно 1,05 * 10^5 Па, температура равна 300 К, количество вещества азота (n) равно 1 моль, а универсальная газовая постоянная (R) равна 8,314 Дж/(моль*К).

V = (nRT) / P = (1 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 300 К) / (1,05 * 10^5 Па).

Заметим, что между Дж и кДж существует коэффициент 1000. Чтобы перевести Дж в кДж, мы поделим на 1000.

V = ((1 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 300 К) / (1,05 * 10^5 Па)) / 1000 = 0,25 * 8,314 м^3 / Па.

Теперь нам нужно найти площадь поперечного сечения молекулы азота. Площадь поперечного сечения молекулы азота можно выразить через его диаметр (S = π * d^2 / 4).

Теперь мы можем рассчитать диаметр молекулы азота по формуле d = 4 * V / S = 4 * 0,25 * 8,314 м^3 / Па / (π * d^2 / 4).

Выразим диаметр молекулы a разделим это уравнение на 4: d = 0,5 * 8,314 м^3 / Па / (π * d^2).

Теперь переставим диаметр (d) влево: d^3 = 0,5 * 8,314 м^3 / Па / π.

Заметим, что известное уравнение для диаметра молекулы азота нелинейно и нам нужно его решить численно. Получаем d = (0,5 * 8,314 м^3 / Па / π)^(1/3) = 3,26 * 10^(-10) м.

Находим площадь поперечного сечения молекулы азота, S = π * (3,26 * 10^(-10) м)^2 = 3,34 * 10^(-19) м^2.

Теперь мы можем найти среднюю длину свободного пробега, подставив известные значения в формулу λ = (k * T) / (sqrt(2) * d^2 * P):
λ = (1,38 * 10^(-23) Дж/К * 300 К) / (sqrt(2) * (3,26 * 10^(-10) м)^2 * 1,05 * 10^5 Па).

Заметим, что между Дж и кДж существует коэффициент 1000. Чтобы перевести Дж в кДж, мы поделим на 1000.

λ = ((1,38 * 10^(-23) Дж/К * 300 К) / (sqrt(2) * (3,26 * 10^(-10) м)^2 * 1,05 * 10^5 Па)) / 1000 = 0,39 м.

Таким образом, средняя длина свободного пробега молекул азота при Р=1,05х105 Па и Т=300 К равна 0,39 м.

Надеюсь, мое объяснение было ясным и понятным! Если у вас остались вопросы, пожалуйста, сообщите мне.