Вычислить среднее значение энергии хаотического(теплового) движения молекул гелия и кислорода при 77°с только поступательного движения молекул с учётом также и вращения молекул. при которой температуре внутренняя энергия 1.5 кг азона будет равна 2.33*10² кдж

Учитель: Привет! Давай разберем этот вопрос пошагово.

Шаг 1: Определение формулы для вычисления средней энергии хаотического движения молекул
Средняя энергия хаотического движения молекул можно определить с использованием формулы:
E = (3/2) * k * T,
где E - средняя энергия хаотического движения молекул, k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.

Шаг 2: Перевод температуры из градусов Цельсия в Кельвины
Температуру в градусах Цельсия нужно перевести в Кельвины, так как постоянная Больцмана используется в выражении в Кельвинах.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Кельвины:
T(K) = T(°C) + 273.15.

Итак, для температуры 77°C, переводим в Кельвины:
T(K) = 77 + 273.15 = 350.15 K.

Шаг 3: Подставляем значения в формулу средней энергии
Теперь мы можем подставить значение температуры в формулу средней энергии, чтобы найти E.

E = (3/2) * k * T,
где k = 1.38x10^-23 Дж/К (значение постоянной Больцмана).

Подставляем значения и вычисляем:
E = (3/2) * (1.38x10^-23) * 350.15 = 0.483 kДж.

Шаг 4: Учет вращения молекул
Чтобы учесть энергию, связанную с вращением молекул, нужно добавить к полученному результату энергию вращательного движения.

Для гелия и кислорода с учетом вращения молекул, энергия вращения составляет примерно 2/5 от общей энергии.

E_вращ = (2/5) * E,
где E_вращ - энергия вращения молекул, E - средняя энергия хаотического движения молекул.

Подставляем значение E из предыдущего шага и вычисляем:
E_вращ = (2/5) * 0.483 = 0.1932 kДж.

Шаг 5: Найдем общую среднюю энергию молекул
Чтобы найти общую энергию молекул, нужно сложить энергию хаотического движения и энергию вращения:

E_общ = E + E_вращ.

Подставляем значения и вычисляем:
E_общ = 0.483 + 0.1932 = 0.6762 kДж.

Итак, среднее значение энергии хаотического движения молекул гелия и кислорода при 77°C, учитывая и поступательное движение, и вращение, составляет 0.6762 кДж.

Это детальное решение поможет школьнику понять, как можно вычислить среднюю энергию хаотического движения молекул, учитывая как поступательное движение, так и вращение молекул.