Определите среднюю кинетическую энергию одной частицы газа. 10 баллов Ответ укажите в Дж с учётом множителя 1 0 − 20 10 −20 с точностью до сотых. Допустимая погрешность: 0 , 02 ⋅…

Для решения этой задачи мы используем формулу для средней кинетической энергии одной частицы газа, которая выражается через внутреннюю энергию и число частиц (атомов) в системе.

Шаг 1: Находим количество частиц

Используем число Авогадро для расчёта числа атомов в заданной массе аргона.

1. Дано:

   • Молярная масса аргона = 40 г/моль
   • Масса аргона = 18 г
   • Число Авогадро \( N_A = 6 \times 10^{23} \) моль\(^{-1}\)

2. Вычисление количества молей аргона:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{18 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.45 \, \text{моль} \]

3. Теперь вычисляем количество атомов:

\[ N = n \cdot N_A = 0.45 \, \text{моль} \cdot 6 \times 10^{23} \, \text{моль}^{-1} = 2.7 \times 10^{23} \, \text{атомов} \]

Шаг 2: Вычисляем среднюю кинетическую энергию одного атома

1. Дано:

   • Внутренняя энергия \( U = 8 \, \text{кДж} = 8000 \, \text{Дж} \)

2. Средняя кинетическая энергия одной частицы (атомы аргона):

\[ E_{\text{ср}} = \frac{U}{N} = \frac{8000 \, \text{Дж}}{2.7 \times 10^{23} \, \text{атомов}} \]

3. Подставляем значения и вычисляем:

\[ E_{\text{ср}} \approx \frac{8000}{2.7 \times 10^{23}} \approx 2.963 \times 10^{-20} \, \text{Дж} \]

Шаг 3: Округляем ответ до сотых

По формуле для округления и с учётом допустимой погрешности:

\[ E_{\text{ср}} \approx 2.96 \times 10^{-20} \, \text{Дж} \]

Ответ

Средняя кинетическая энергия одной частицы газа (атома аргона) составляет:

\[ E_{\text{ср}} \approx 2.96 \times 10^{-20} \, \text{Дж} \]

Проверьте вычисление для точности: 2.96 соответствует отведённой погрешности.