Номер 4, страница 256 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 52. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Молекулярная физика - номер 4, страница 256.
№4 (с. 256)
Условие. №4 (с. 256)
скриншот условия

4. Азот занимает объём 1 л при нормальном атмосферном давлении. Определите энергию поступательного движения молекул газа.
Решение. №4 (с. 256)
Дано
Газ - Азот ($N_2$)
Объём, $V = 1$ л
Давление, $p = p_н$ (нормальное атмосферное давление)
Перевод в систему СИ:
$V = 1 \text{ л} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
$p_н = 101325 \text{ Па}$
Найти:
Энергию поступательного движения молекул газа, $E_{пост}$ - ?
Решение
Энергия поступательного движения молекул идеального газа связана с его макроскопическими параметрами (давлением $p$ и объёмом $V$) через основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ).
Основное уравнение МКТ для давления идеального газа имеет вид:
$p = \frac{1}{3} m_0 n \overline{v^2}$
где $m_0$ – масса одной молекулы, $n$ – концентрация молекул, $\overline{v^2}$ – средний квадрат скорости молекул.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы равна $\overline{E_k} = \frac{m_0 \overline{v^2}}{2}$. Тогда давление можно выразить через среднюю кинетическую энергию:
$p = \frac{2}{3} n \overline{E_k}$
Концентрация молекул $n$ – это отношение их общего числа $N$ к объёму $V$, то есть $n = \frac{N}{V}$. Подставим это в формулу для давления:
$p = \frac{2}{3} \frac{N}{V} \overline{E_k}$
Умножим обе части уравнения на объём $V$:
$pV = \frac{2}{3} N \overline{E_k}$
Полная энергия поступательного движения всех молекул газа $E_{пост}$ равна произведению числа молекул $N$ на среднюю кинетическую энергию одной молекулы $\overline{E_k}$:
$E_{пост} = N \overline{E_k}$
Следовательно, мы можем записать:
$pV = \frac{2}{3} E_{пост}$
Из этого соотношения выражаем искомую энергию поступательного движения:
$E_{пост} = \frac{3}{2} pV$
Эта формула верна для любого идеального газа, поскольку поступательное движение характеризуется тремя степенями свободы независимо от строения молекул (одноатомный, двухатомный и т.д.).
Подставим в формулу значения, переведённые в систему СИ:
$E_{пост} = \frac{3}{2} \cdot 101325 \text{ Па} \cdot 1 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
$E_{пост} = 1.5 \cdot 101.325 \text{ Дж} = 151.9875 \text{ Дж}$
Округлим полученный результат до целого значения:
$E_{пост} \approx 152 \text{ Дж}$
Ответ: $152 \text{ Дж}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 256 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 256), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.