Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа в форме, основанной на кинетической теории:
[
P = \frac{2}{3} \cdot n \cdot E_{k}
]
где:
- ( P ) — давление в газе,
- ( n ) — концентрация молекул газа (число молекул на единицу объёма),
- ( E_{k} ) — средняя кинетическая энергия молекул газа.
Дано:
- Концентрация газа ( n = 3 \cdot 10^{27} , \text{м}^{-3} )
- Средняя кинетическая энергия молекул ( E_{k} = 6 \cdot 10^{-22} , \text{Дж} )
Теперь подставим данные в формулу:
[
P = \frac{2}{3} \cdot n \cdot E_{k} = \frac{2}{3} \cdot (3 \cdot 10^{27} , \text{м}^{-3}) \cdot (6 \cdot 10^{-22} , \text{Дж})
]
Произведем вычисления по шагам:
- Сначала умножаем концентрацию на среднюю кинетическую энергию:
[
n \cdot E_{k} = (3 \cdot 10^{27}) \cdot (6 \cdot 10^{-22}) = 18 \cdot 10^{5} = 1.8 \cdot 10^{6}
]
- Теперь подставляем это значение в формулу давления:
[
P = \frac{2}{3} \cdot (1.8 \cdot 10^{6}) = 1.2 \cdot 10^{6} , \text{Па}
]
- Перейдем к МПа, зная, что 1 МПа = ( 10^{6} , \text{Па} ):
[
P = \frac{1.2 \cdot 10^{6}}{10^{6}} = 1.2 , \text{МПа}
]
Таким образом, давление, оказываемое газом на стенки сосуда, равно:
Ответ: 1.2