Какова абсолютная температура газа, если в сосуде содержится N = 2,40 · 10^4 атомов ксенона и его внутренняя энергия U составляет 14,6 кДж?
Физика 11 класс Термодинамика абсолютная температура газа количество атомов ксенона внутренняя энергия газа физика 11 класс термодинамика уравнение состояния газа
Чтобы найти абсолютную температуру газа, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа и формулу для внутренней энергии. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется как:
U = (3/2) * N * k * T
где:
Теперь давайте подставим известные значения. Сначала переведем внутреннюю энергию из кДж в Дж:
U = 14,6 кДж = 14,6 * 10^3 Дж = 14600 Дж
Количество атомов ксенона дано как:
N = 2,40 * 10^4
Теперь мы можем подставить эти значения в формулу для внутренней энергии:
14600 = (3/2) * (2,40 * 10^4) * (1.38 * 10^-23) * T
Теперь нам нужно выразить температуру T. Сначала мы умножим обе стороны уравнения на 2/3:
T = (2 * 14600) / (3 * (2,40 * 10^4) * (1.38 * 10^-23))
Теперь давайте посчитаем числитель и знаменатель по отдельности:
Числитель: 2 * 14600 = 29200
Знаменатель: 3 * (2,40 * 10^4) * (1.38 * 10^-23)
Сначала вычислим 3 * (2,40 * 10^4):
3 * 2,40 * 10^4 = 7,20 * 10^4
Теперь умножим на 1.38 * 10^-23:
7,20 * 10^4 * 1.38 * 10^-23 = 9,936 * 10^-19
Теперь мы можем подставить числитель и знаменатель в формулу для T:
T = 29200 / (9,936 * 10^-19)
Теперь давайте посчитаем T:
T ≈ 2.94 * 10^22
Таким образом, абсолютная температура газа составляет примерно 2.94 * 10^22 K. Это очень высокая температура, что может указывать на то, что в расчетах могли быть допущены ошибки или что условия задачи требуют дополнительных уточнений.