Jak znaleźć średnią energię kinetyczną cząsteczek
Cząsteczka jest obiektem mikroświata. Dlatego bezpośredni pomiar jej energii kinetycznej niemożliwe. Średnia energia kinetyczna jest pojęciem statystycznym. Jest to wartość uśredniona кинетических energii wszystkich cząsteczek wchodzących w substancję.
Trzeba
- – układ okresowy pierwiastków chemicznych;
- – termometr;
- – kalkulator.
Instrukcja
1
Znajdź średnią energię kinetyczną za pomocą wartości średniej prędkości cząsteczek substancji. Oblicz masę jednej cząsteczki substancji. Do tego określić jego молярную masę w kilogramach na mole korzystając z układu okresowego pierwiastków chemicznych. Aby to zrobić, znajdź względne masy atomowe wszystkich pierwiastków wchodzących w skład cząsteczki substancji. Są one podane w odpowiednich komórkach tabeli. Złóż je i uzyskaj względną masę cząsteczkową cząsteczki. Podzielić tę liczbę przez 1000 i uzyskaj молярную masę substancji w kilogramach na mole.
2
Podziel się молярную masę na liczbę Avogadro (NA=6,022•10^23 1/mol) i uzyskaj masę jednej cząsteczki substancji m0 w kilogramach. Oblicz średnią energię kinetyczną cząsteczek, mnożąc masę jednej cząsteczki m0 przez kwadrat jej prędkości v, a wynik podzielić przez 2 (Ek=m0•v?/2).
3
Przykład. Oblicz średnią energię kinetyczną prędkość cząsteczek azotu, jeżeli ich średnia prędkość wynosi 100 m/s. masa Molowa двухатомной cząsteczki azotu wynosi 0,028 kg/mol. Znajdź masę jednej cząsteczki 0,028/(6,022•10^23)?4,6•10^(-25) kg. Określ średnią energię kinetyczną cząsteczek Ek= 4,6•10^(-25)•100?/2=2,3•10^(-21) J..
4
Znajdź średnią energię kinetyczną cząsteczek gazu przez wartość temperatury. Zmierzyć tę wartość termometrem. Jeśli urządzenie mierzy się w stopniach Celsjusza, należy ustawić wartość temperatury w Kelwiny w skali absolutnej. W tym celu do wartości temperatury w stopniach Celsjusza dodać liczba 273. Na przykład, jeśli temperatura gazu 23?Za to w skali absolutnej, jego temperatura będzie równa T=23+273=296 Do.
5
Określ stopień swobody cząsteczki i. Wartość ta dla одноатомной cząsteczki jest równa 3. Dla двухатомной cząstki – 5, трехатомной i więcej – 6. Oblicz średnią energię kinetyczną, mnożąc stopień swobody cząsteczki na absolutną temperaturę gazu i stałą Boltzmanna (k=1,38•10^(-23)). Wynik podzielić przez liczbę 2 (Ek=i•k•T/2).
6
Przykład. Znajdź średnią energię kinetyczną cząsteczek двухатомного gazu w temperaturze 85?C. Określ temperaturę gazu w skali absolutnej, T=85+273=358К. Stopień swobody двухатомной molekuły i=5. Wykonaj obliczenie Ek=5•1,38•10^(-23)•358/2?1,24•10^(-20) J..