ЯК знайти середню кінетичну енергію молекул

Молекула є об'єктом мікросвіту. Тому безпосереднє вимірювання її кінетичної енергії неможливо. Середня кінетична енергія є статистичним поняттям. Це усереднене значення кінетичних енергій всіх молекул, що входять в речовину.

Вам знадобиться

- періодична таблиця хімічних елементів;
- термометр;
- калькулятор.

Інструкція

Знайдіть середню кінетичну енергію, використовуючи значення середньої швидкості молекул речовини. Розрахуйте масу однієї молекули речовини. Для цього визначте його молярну масу в кілограмах на моль за допомогою періодичної таблиці хімічних елементів. Для цього знайдіть відносні атомні маси всіх елементів, що входять до складу молекули речовини. Вони зазначені у відповідних осередках таблиці. Складіть їх, і отримаєте відносну молекулярну масу молекули. Поділіть це число на 1000 і отримаєте молярну масу речовини в кілограмах на моль.

Поділіть молярну масу на число Авогадро (NA = 6,022 • 10 ^ 23 січня / моль) і отримаєте масу однієї молекули речовини m0 в кілограмах. Порахуйте середню кінетичну енергію молекул, помноживши масу однієї молекули m0 на квадрат її швидкості v, а результат поділіть на 2 (Ek = m0 • v? / 2).

Приклад. Розрахуйте середню кінетичну швидкість молекул азоту, якщо їх середня швидкість дорівнює 100 м / с. Молярна маса двоатомних молекули азоту дорівнює 0,028 кг / моль. Знайдіть масу однієї молекули 0,028 / (6,022 • 10 ^ 23)? 4,6 • 10 ^ (- 25) кг. Визначте середню кінетичну енергію молекул Ek = 4,6 • 10 ^ (- 25) • 100? / 2 = 2,3 • 10 ^ (- 21) Дж.

Знайдіть середню кінетичну енергію молекул газу через значення температури. Виміряйте цю величину термометром. Якщо прилад вимірює в градусах Цельсія, переведіть значення температури в Кельвіна за абсолютною шкалою. Для цього до значення температури в градусах Цельсія додайте число 273. Наприклад, якщо температура газу 23? С, то за абсолютною шкалою його температура буде дорівнює Т = 23 + 273 = 296 К.

Визначте ступінь свободи молекули i. Ця величина для одноатомної молекули дорівнює 3. Для двоатомної частинки - 5, трехатомного і більше - 6. Розрахуйте середню кінетичну енергію, помноживши ступінь свободи молекули на абсолютну температуру газу і постійну Больцмана (k = 1,38 • 10 ^ (- 23)). Результат поділіть на число 2 (Ek = i • k • T / 2).

Приклад. Знайдіть середню кінетичну енергію молекул двоатомних газу при температурі 85? С. Визначте температуру газу за абсолютною шкалою Т = 85 + 273 = 358К. Ступінь свободи двоатомних молекули i = 5. Проведіть розрахунок Ek = 5 • 1,38 • 10 ^ (- 23) • 358/2? 1,24 • 10 ^ (- 20) Дж.