Ένα μόριο οξυγόνου O2 έχει διπλάσια μάζα ενός μεθανίου CH4 στην ατμόσφαιρα σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία μέση κινητική ενέργεια an είναι;
Βασικές έννοιες
* Κινητική μοριακή θεωρία: Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι τα μόρια αερίου βρίσκονται σε σταθερή τυχαία κίνηση. Η μέση κινητική ενέργεια αυτών των μορίων είναι άμεσα ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin).
* Μέση κινητική ενέργεια: Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων αερίου δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση:
Ke =(3/2) * k * t
όπου:
* Ke =μέση κινητική ενέργεια
* k =Boltzmann Constant (1,38 x 10⁻²³ j/k)
* T =απόλυτη θερμοκρασία (Kelvin)
Εφαρμογή των εννοιών στην ερώτησή σας
1. ίσες θερμοκρασίες: Δεδομένου ότι το ερώτημα δηλώνει "σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία", γνωρίζουμε ότι τόσο τα οξυγόνο (Ο) όσο και τα μόρια μεθανίου (CH₄) βρίσκονται στην *ίδια θερμοκρασία *.
2. Κινητική ενέργεια και θερμοκρασία: Επειδή η θερμοκρασία είναι η ίδια και για τα δύο αέρια, η μέση κινητική ενέργεια των μορίων οξυγόνου και τα μόρια μεθανίου θα είναι ίσα *.
3. μάζα και ταχύτητα: Ενώ η μέση κινητική ενέργεια είναι η ίδια, οι μεμονωμένες ταχύτητες των μορίων θα διαφέρουν. Δεδομένου ότι τα μόρια οξυγόνου είναι βαρύτερα από τα μόρια μεθανίου, θα έχουν χαμηλότερη μέση ταχύτητα για να διατηρήσουν την ίδια κινητική ενέργεια.
Συμπέρασμα
Παρόλο που το οξυγόνο έχει διπλάσια μάζα μεθανίου, στην ίδια θερμοκρασία, η μέση κινητική ενέργεια * και των δύο μορίων αερίου θα είναι τα ίδια. Αυτή είναι μια θεμελιώδης αρχή της κινητικής μοριακής θεωρίας των αερίων.
