在容积为2.0L的容器中,有内能为6.75×10∧2J的刚性双原子分子的某种理想气体⑴求气体的压强;⑵设分子总数为5.4×10∧22个,求分子的平均平动动能及气体的温度.(含解题步骤)
时间: 2024-03-07 17:53:23 浏览: 150
5.1 理想气体状态方程 5.2理想气体的压强和温度 6.1 热力学过程.pptm
根据理想气体状态方程,可以得到气体的压强为:
$pV = nRT$
其中,$p$为气体的压强,$V$为气体的体积,$n$为气体的摩尔数,$R$为气体常数,$T$为气体的温度。
根据题目中的条件,可以得到:
$V = 2.0L$
$n = \frac{N}{N_A} = \frac{5.4\times10^{22}}{6.022\times10^{23}}\approx0.09mol$
其中,$N$为气体分子的总数,$N_A$为阿伏伽德罗常数。
$R = 8.31J/(mol\cdot K)$
将这些数值带入状态方程,可以求得气体的压强:
$p = \frac{nRT}{V} = \frac{0.09\times8.31\times6.75\times10^2}{2.0} \approx 22.8Pa$
接下来,我们可以根据分子平均平动动能的公式求解分子的平均平动动能:
$\overline{E_k} = \frac{3}{2}kT$
其中,$k$为玻尔兹曼常数,$T$为气体的温度。
将题目中给出的数据代入,可以求得分子的平均平动动能:
$\overline{E_k} = \frac{3}{2}\times1.38\times10^{-23}\times T$
$6.75\times10^2 = \frac{3}{2}\times1.38\times10^{-23}\times T$
$T = \frac{6.75\times10^2}{\frac{3}{2}\times1.38\times10^{-23}} \approx 3.9\times10^3K$
因此,气体的温度为约为 $3.9\times10^3K$。
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