Уточнение деталей вопроса
Плотность кислорода при давлении 124 кПа 1,6 кг/м3. Найти число молекул в единице объема (концентрацию), среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул, среднюю квадратичную скорость молекул и температуру кислорода
Ответ на вопрос
Для нахождения числа молекул в единице объема (концентрации) кислорода при давлении 124 кПа необходимо использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура. Плотность кислорода при данном давлении равна 1,6 кг/м3, следовательно, объем 1 кг кислорода равен 1/1,6 = 0,625 м3. Подставляя значения в уравнение, получаем: n/V = P/RT, откуда n/V = (124000 Па)/(8,31 Дж/(моль·К)·293 К) ≈ 15,2 моль/м3. Таким образом, число молекул кислорода в единице объема равно 15,2·6,02·1023 ≈ 9,15·1024 молекул/м3.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул кислорода определяется по формуле: E = 3/2 kT, где k — постоянная Больцмана, T — температура. Подставляя значения, получаем: E = 3/2·1,38·10-23 Дж/К·293 К ≈ 6,07·10-21 Дж.
Средняя квадратичная скорость молекул кислорода определяется по формуле: v = √(3kT/m), где m — масса молекулы. Масса молекулы кислорода равна 32 г/моль, следовательно, m = 32·10-3 кг/6,02·1023 молекул ≈ 5,32·10-26 кг/молекула. Подставляя значения, получаем: v = √(3·1,38·10-23 Дж/К·293 К/5,32·10-26 кг) ≈ 482 м/с.
Температура кислорода можно найти из уравнения состояния идеального газа: T = PV/nR. Подставляя значения, получаем: T = (124000 Па)·(0,625 м3)/(15,2 моль/м3)·(8,31 Дж/(моль·К)) ≈ 293 К. Таким образом, температура кислорода при давлении 124 кПа равна 293 К.