Задача решается в рамках идеального газа. Мы ищем среднюю кинетическую энергию на молекулу.
- Преобразуем данные в СИ
- Концентрация: 10^12 см^-3 = 10^18 м^-3 (поскольку 1 см^3 = 10^-6 м^3).
- Связанные формулы
- Для идеального газа p = n k_B T, где n — число молекул на единицу объёма, k_B — постоянная Больцмана.
- Средняя кинетическая энергия одной молекулы: E_кин = (3/2) k_B T.
- Комбинируя, получаем: E_кин = (3/2) p / n.
- Подстановка значений
- p = 0,7 Па
- n = 1,0 × 10^18 м^-3
- E_кин = (3/2) × 0,7 / (1,0 × 10^18) = 1,05 / 10^18 = 1,05 × 10^-18 Дж.
Ответ (округлено до сотых): 1.05 × 10^-18 Дж на молекулу.
Если удобнее в виде дроби без сокращения: E_кин ≈ 1.05e-18 Дж.
Примечание: можно также выразить через температуру T = p/(n k_B) и затем E_кин = (3/2) k_B T; это даёт тот же результат. В расчёте учтено, что газ ведёт себя как идеальный при данных условиях.