Сколько атомов содержится в данной порции газа при температуре 400 K, если его внутренняя энергия

Инструкция:
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу энергии внутренней молекулярной системы газа — формула Больцмана. Формула Больцмана выражает энергию внутренней молекулярной системы газа через среднюю кинетическую энергию одной частицы газа и количество частиц, содержащихся в данном объеме.
Математически формула Больцмана выглядит следующим образом:

E = (3/2) * N * k * T,

где E — внутренняя энергия газа в Дж, N — количество частиц газа, k — постоянная Больцмана (1,38 * 10^-23 Дж/К), T — температура газа в Кельвинах.

Мы знаем внутреннюю энергию газа E и температуру T, и должны найти количество частиц газа N.

Можем переписать формулу следующим образом, чтобы найти N:

N = E / [(3/2) * k * T].

Подставляем значения в формулу и рассчитываем:

N = (2,484 * 10^20) / [(3/2) * (1,38 * 10^-23) * 400].

Вычисляем это выражение и получаем количество атомов газа N.

Пример использования:
Найдем количество атомов в данной порции газа при температуре 400 К, если его внутренняя энергия составляет 2,484 * 10^20 Дж.

Решение:
N = (2,484 * 10^20) / [(3/2) * (1,38 * 10^-23) * 400].

N = (2,484 * 10^20) / (1,38 * 10^-23 * 3/2 * 400).

N = (2,484 * 10^20) / (1,38 * 3 * 2 * 10^-23 * 400).

N = (2,484 * 10^20) / (1,38 * 3 * 2 * 10^-23 * 400).

N = 1,2 * 10^24.

Совет:
Для решения подобных задач полезно знать формулу Больцмана и уметь правильно применять её для нахождения неизвестных величин. Регулярная практика в решении подобных задач поможет отточить навыки и лучше понять законы термодинамики.

Практика:
Сколько атомов содержится в порции газа при температуре 300 К, если его внутренняя энергия составляет 3,6 * 10^20 Дж? Ответите целым числом.