Можно ли, зная температуру, вычислить среднюю кинетическую энергию молекул газа? среднюю скорость молекул? А можно ли эту скорость измерить?
Решение
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа определяется температурой. По формуле (.) § , где . Поэтому, зная абсолютную температуру , эту энергию можно вычислить.
По определению кинетической энергии . Приравняем два выражения для энергии: .
Умножим равенство на : . Извлечём корень и получим среднюю квадратичную скорость (формула (.) § ). Для её вычисления, помимо температуры, нужна масса одной молекулы или молярная масса , поскольку .
Средняя квадратичная скорость — не то же самое, что средний арифметический модуль скорости : молекулы движутся с разными скоростями, и для вычисления требуется знать их распределение. Скорости молекул можно измерять экспериментально. В опыте Штерна атомы серебра за время пролёта от внутреннего цилиндра до внешнего оставляют смещённую полоску; по её смещению и скорости вращения цилиндров определяют скорость атомов.
Итак, температура задаёт среднюю энергию; для расчёта средней квадратичной скорости нужна ещё масса молекулы, а измерить скорость можно по её движению в опыте.
Ответ
; при известной массе молекулы . Средний модуль скорости только по температуре не определяется. Скорость молекул можно измерить, например, в опыте Штерна.
Помогло?
Нет твоего задания?Сфоткай, и ДЗмэн решит за пару секунд.
