Задача на МКТ Определить количество молекул в газе объемом 2 литра при нормальном давлении (101 325 Па), если средняя кинетическая энергия молекул равна 1,5*10-19 Дж.

Добрый день! Рад быть вашим школьным учителем и помочь разобраться с задачей на МКТ.

Для решения задачи, нам понадобятся формулы, которые связывают количество молекул в газе с его объемом и средней кинетической энергией молекул.

Формула, которую мы будем использовать, называется формулой Больцмана:

N = (P * V) / (k * T),

где N - количество молекул в газе, P - давление газа, V - объем газа, k - постоянная Больцмана, T - температура газа.

В данной задаче, у нас уже заданы значения давления и объема газа:

P = 101325 Па,
V = 2 литра.

Нам также дано значение средней кинетической энергии молекул:

Ek = 1.5 * 10^(-19) Дж.

Однако, нам необходимо найти количество молекул (N), поэтому нам потребуется найти значение температуры (T). Но эту температуру нам не дали, поэтому нам придется воспользоваться еще одной формулой:

Ek = (3/2) * k * T,

где Ek - средняя кинетическая энергия молекул, k - постоянная Больцмана, T - температура газа.

Мы знаем значение средней кинетической энергии молекул (Ek), и теперь можем решить эту формулу относительно температуры:

T = (Ek * 2) / (3 * k).

Осталось только вставить все значения в первую формулу и решить задачу:

N = (P * V) / (k * T).

Шаг 1: Найдем значение постоянной Больцмана (k). Значение постоянной Больцмана составляет около 1.380649 × 10^(-23) Дж/К.

Шаг 2: Поставим все значения в формулу для температуры:

T = (1.5 * 10^(-19) * 2) / (3 * 1.380649 × 10^(-23)).
Вычисляем T, получаем:
T ≈ 1.086956522 × 10^4 К.

Шаг 3: Поставим все значения в формулу для количества молекул:

N = (101325 * 2) / (1.380649 × 10^(-23) * 1.086956522 × 10^4).
Вычисляем N, получаем:
N ≈ 1.472596842 × 10^25 молекул.

Таким образом, количество молекул в газе объемом 2 литра при нормальном давлении и средней кинетической энергии молекул, равной 1,5 * 10^(-19) Дж, составляет примерно 1.472596842 × 10^25 молекул.