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
1
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.
2
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).
3
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.
4
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.
5
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).
6
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.