Используя данные таблицы определите молярную массу вещества

«СИ»
p=2∙103 Па
Остальные исходные данные представлены в «СИ»
Для азота 714N относительная атомная масса равна:
MrN=14 а.е.м.
Масса одной молекулы азота равна:
m0N=MrN∙а.е.м.=MrN∙1,66∙10-27=2,324∙10-26 кг
а.е.м. – атомная масса 1/12 массы атома углерода а.е.м.=1,66∙10-27 кг
Молярная масса вещества равна:
MN=m0N∙NA=2,324∙10-26∙6,022∙1023=1,4∙10-2 кг/моль
Количество вещества равно:
ν=mMN=21,4∙10-2=142,857 моль
Количество частниц вещества в данной массе вещества:
N=ν∙NA=142,857∙6,022∙1023=8,603∙1025
Концентрация вещества:
- массовая концентрация:
c=mV=21=2 кг/м3
- молярная концентрация:
cM=νV=142,8571=142,857 моль/м3
- концентрация частиц (число частиц в единице объема):
n=cM∙NA=142,857∙6,022∙1023=8,603∙1025 м-3
Определим температуру газа из уравнения Клапейрона-Менделеева:
p∙V=ν∙R∙T→T=p∙Vν∙R=2∙103∙1142,857∙8,314=1,684 К
R – универсальная газовая постоянная (R=8,314 Джмоль∙К).
Средняя квадратичная скорость молекул:
vср.кв=v2=3∙R∙TMN=3∙8,314∙1,6841,4∙10-2=54,772 м/с
Внутренняя энергия газа равна сумме средней кинетической энергии молекул (или выражая из давления):
p=13n∙m0∙v2=Eк=m0∙v22=23n∙Eк→Eк=32∙pn
Eг=Eк∙N=32∙pn∙n∙V=32∙p∙V=32∙2∙103∙1=3∙103 Дж
Ответ:
молярная масса вещества MN=1,4∙10-2 кг/моль
масса одной молекулы (атома) m0N=2,324∙10-26 кг
количество вещества ν=142,857 моль
количество частиц в данной массе вещества N=8,603∙1025
концентрация n=8,603∙1025 м-3
средняя квадратичная скорость частицы vср.кв=54,772 м/с
температура T=1,684 К