Page 209 - physics5

194 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส 195

ี
ี
ิ
ิ
ี
21. จงหาพลังงานจลน์เฉล่ยของโมเลกุลออกซิเจนท่อุณหภูม 0 องศาเซลเซียส และความดัน 23. จงหาอัตราเร็วอาร์เอ็มเอสและพลังงานจลน์เฉล่ยของโมเลกุลไนโตรเจนท่อุณหภูม 280 เคลวิน
ี
1 บรรยากาศ วิธีทำา จากโจทย์ T = 280 K
-3
วิธีทำา หาพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลออกซิเจน และ มวลของโมเลกุลแก๊สไนโตรเจน 1 โมล M = 28 × 10 kg mol -1
N
3 จากสมการ = = =
จาก E = 2 k B T
k
3 23 และสมการ =
แทนค่า E = 2 (1.38 10 J/K) (273.15 K) จะได ้ =
k
-21
= 5.65 × 10 J =
-21
ตอบ พลังงานจลน์เฉลี่ยของออกซิเจนเท่ากับ 5.65 × 10 จูล
ำ
ุ
้
๊
่
ื
ุ
ุ
เนองจาก มวลทงหมดของโมเลกลแกส เทากบ มวลโมเลกล × จานวนโมเลกล = mN
ั
่
ั
ิ
ึ
ี
22. แก๊สชนิดหน่งบรรจุในภาชนะปิดท่อุณหภูม 0 องศาเซลเซียส จะต้องทาให้แก๊สน้มีอุณหภูม ิ
ี
ำ
และ มวลทงหมดของโมเลกลแกส เทากบ มวลของโมเลกลแกส 1 โมล × จานวนโมล = Mn
้
ุ
่
๊
ำ
ั
ุ
๊
ั
เป็นเท่าใด จึงมีพลังงานจลน์เฉลี่ยต่อโมเลกุลเป็น 2 เท่าของค่าเดิม
่
แทนคา mN = Mn จะได ้
วิธีทำา จากพลังงานจลน์เฉลี่ยต่อโมเลกุล
3 =
E = k T
k 2 B 3RT
จะได้ E 1 k = 3 k B T 1 ดังนั้น v rms = M
2
และ E = 3 k B T 2 แทนค่า v rms = . 8 ( 3 31 / J K mol )( 280 K )
2 k
2
3 28 10 3 kg mol 1
E 2 k B T 2 = 499.3 ms 1
ดังนั้น 2 k =
E 3 3
1 k k B T 1 จากสมการ E = k B T
2 k 2
E 3 23
นั่นคือ T = 2 k T 1 แทนค่า E = 2 (1.38 10 J/K) (280 K)
k
2
E
1 k = 5.80 × 10 J
-21
2 E
T = 1 k T 1 ตอบ อัตราเร็วอาร์เอ็มเอสเท่ากับ 499 เมตรต่อวินาที และพลังงานจลน์เฉลี่ยเท่ากับ
2
E
1 k 5.80 × 10 จูล
-21
แทนค่า = (2)(273.15 K)
= 546.30 K
ตอบ แก๊สดังกล่าวจะต้องมีอุณหภูมิ 546.30 เคลวิน หรือ 273.15 องศาเซลเซียส
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี