В сосуде 2,0 м^3 азот массой 2,5 кг оказывает давление 1,5*10^5

Обозначения:

V - объём

m - масса

p - давление

Wк - средняя кинетическая энергия

n - концентрация молекул

N - неизменное число Авогадро

M - молярная масса молекул

m - масса одной молекулы

- средняя квадратичная скорость

N - число молекул

Дано: V = 2 м; m = 2,5 кг; p = 1,5 10 Па; N 6,02 10 моль.

Отыскать: Wк - ?

Решение. Средняя кинетическая энергия определяется из главного уравнения молекулярно-кинетической теории (уравнения Клаузиуса), которая связывает микропараметры и макропараметры: p = mn/3, где Wк = m/2 р = 2nWк/3 Wк = 3р/2n. Концентрация молекул (n) находится по формуле n = N/V, где N = mN/M n = mN/VM, где M(N) = Ar(N) = 14 г/моль = 14 10 кг/моль.

Означает, Wк = 3р/2n = 3рVM/2mN.

Определим значение разыскиваемой величины:

[Wк] = (Памкг/моль)/кгмоль = Нмкгмоль/молькгм = Нм = Дж

Wк = 31,5 10214 10/22,56,02 10 = 12610/30,110 4,2 10 Дж = 4,2 зДж

Ответ: 4,2.