Чтобы найти температуру газа, при которой средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна 7,25 × 10²¹ Дж, нужно использовать уравнение средней кинетической энергии молекул газа:
[ E_k = \frac{3}{2} k T ]
где:
- ( E_k ) — средняя кинетическая энергия молекулы,
- ( k ) — постоянная Больцмана, равная примерно ( 1.38 \times 10^{-23} , \text{Дж/К} ),
- ( T ) — температура в Кельвинах.
Давайте выразим температуру ( T ):
[ T = \frac{2 E_k}{3k} ]
Теперь подставим наши значения. Сначала преобразуем энергию:
- У нас ( E_k = 7,25 \times 10^{21} , \text{Дж} ).
- ( k \approx 1.38 \times 10^{-23} , \text{Дж/К} ).
Теперь подставим эти значения в формулу для температуры:
[ T = \frac{2 \times 7,25 \times 10^{21}}{3 \times 1.38 \times 10^{-23}} ]
Производим вычисления:
Сначала посчитаем числитель:
[ 2 \times 7,25 \times 10^{21} = 14,5 \times 10^{21} ]
Теперь посчитаем знаменатель:
[ 3 \times 1.38 \times 10^{-23} \approx 4.14 \times 10^{-23} ]
Разделим:
[ T \approx \frac{14,5 \times 10^{21}}{4.14 \times 10^{-23}} ]
Это равно:
[ T \approx 3.5 \times 10^{44} , \text{К} ]
Таким образом, температура, соответствующая средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа равной ( 7,25 \times 10^{21} , \text{Дж} ), составляет примерно ( 3.5 \times 10^{44} , \text{К} ). Это значение очень высоко и не соответствует условиям, наблюдаемым в обычных системах.