Для определения температуры газа, исходя из средней кинетической энергии поступательного движения одной молекулы, мы можем воспользоваться формулой, связывающей эти величины.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы газа в соответствии с кинетической теорией газов определяется выражением:
[ \langle E_{k} \rangle = \frac{3}{2} k_B T ]
где:
- (\langle E_{k} \rangle) — средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы,
- (k_B) — постоянная Больцмана ((k_B \approx 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К})),
- (T) — абсолютная температура газа в кельвинах.
Нам известно, что средняя кинетическая энергия составляет (6.9 \times 10^{-21} \, \text{Дж}). Подставим это значение в уравнение:
[ 6.9 \times 10^{-21} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times T ]
Для нахождения температуры (T) нужно выразить её из этого уравнения:
[ T = \frac{6.9 \times 10^{-21}}{\frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23}} ]
Упростим выражение:
[ T = \frac{6.9 \times 10^{-21}}{2.07 \times 10^{-23}} ]
Произведем деление:
[ T \approx \frac{6.9}{2.07} \times 10^{2} ]
Посчитаем численное значение:
[ T \approx 3.33 \times 10^{2} ]
Таким образом, температура газа составляет примерно 333 Кельвина.