Сколько степеней свободы имеет молекула, обладающая кинетической энергией 9,7×10-21 дж при температуре 170с?

Тамара С.
  · < 100
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

По Эйнштейну, чем ближе тело или частица к скорости света, тем огромнее становится его масса. И вот,в Большом адронном коллайдере, протоны и ионы, движутся почти со скоростью света, и что это значит?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
19,3K
Сусанна Казарян, США, Физик

Релятивистской массы нет в природе и, согласно релятивистской механике Эйнштейна, масса остаётся инвариантной и равной массе покоя всегда, независимо от скорости (недоверчивым сюда).

Темп роста энергии частицы (E) с ростом скорости β = v/c (в единицах скорости света c) получен мною здесь. Если тело обладало скоростью β₁ = 0,9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β₂ = 0,9...999 (n девятoк после запятой), потребуется энергия E₂ = (3,16)ⁿ⁻¹⋅Е₁. Получается, что с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия должна быть увеличена в 3,16 раз. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в численном значении скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.

Mаксимальная скорость зарегистрированного материального объекта (протона), ускоренного до околосветовых скоростей в космическом пространстве, равна β = 0,9...999 (всего 23 девятки), а соответствующая энергия, E ~ 10¹¹ ГэВ. Области в галактиках и механизмы ускорения до этих скоростей пока неизвестны. Максимальные энергии столкновения протонов, достигнутые на ускорителе БАК (LHC) в ЦЕРН, равны 1,3×10⁴ ГэВ, что в системе отсчёта неподвижной мишени соответствует энергии протона = 9×10⁷ ГэВ или скорости протона β = 0,999 999 999 999 9999 (16 девяток). В обоих случаях масса протона остаётся неизменной и равной массе покоя, 0.938 ГэВ.

Согласно релятивистской механике, со скоростью света (β = 1) могут лететь только безмассовые частицы (фотоны), но и у них есть недостаток − они не могут лететь медленнее.

14 июля  · 15,5 K
Прочитать ещё 15 ответов

Повлияет ли на Землю частица, нагретая до температуры Большого взрыва?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
19,3K
Сусанна Казарян, США, Физик

Чтобы вопрос содержал физический смысл необходимо уточнить понятие “частицы”, а подсказка автора — “температура частицы”, указывает, что это не электрон (он точечный и не может иметь температуры). Для примера возьмём протон, состоящий из трех валентных кварков (uud), связанных цветовыми силами в море кварк-антикварковых пар и глюонов. Звучит жутко непонятно, но всё просто.

Температура (T) термодинамической системы (протон) пропорциональна средней кинетической энергии (E) частиц системы или другими словами T = ⅔(E/k), где k — постоянная Больцмана. Среднюю кинетическую энергию (E = mv²/2) определим из приближений: вклад глюонов нулевой из-за отсутствия у них массы; вклад виртуальных кварк-антикварковых пар моря так же — ноль, по определению; валентные кварки квазисвободны и скорости (v) их близки к скорости света (v ≈ с); средняя масса кварков равна m = 3 МэВ/с². Подставив численные значения, получим T ≈ 10¹⁰ К или 10 млрд К.

Из хронологии Вселенной следует, что это соответствует температуре Вселенной в Адронную эпоху, когда возраст Вселенной был немногим менее 1 секунды. Таким образом, все протоны, в том числе протоны в составе ядер атомов наших тел и планеты Земля, “нагреты” до температуры 10 млрд градусов Кельвина, что в 1000 раз выше температуры в центре Солнца, и ничего — живём без проблем.

Максимальные температуры достигнутые человеком на сегодня равны около 4 трлн градусов К или 4×10¹² К для кварк-глюонной плазмы при столкновениях ядер атомов золота на скоростях близких к скорости света (Брукхейвен, Нью-Йорк). Такая температура была в Кварковую эпоху, когда Вселенной было менее 1 мксек.

Читатель со звёздочкой может спросить: “Если всё так, то почему нет теплового излучения от протонов, раскалённых до 10 млрд °C ?”. Подумайте. Пишите.

9 июня  · 17,5 K
Прочитать ещё 7 ответов

Чему равен температурный коэффициент реакции если при увеличении температуры на 40 скорость реакций вощрасла в 5 раз? Плиз

Ничего не понимаю! (с)

Согласно уравнению Вант-Гоффа, V2/V1 = y^(Δt/10), по условию V2/V1 = 5; Δt = 40, следовательно, 5 = y^(40/10), следовательно, 5 = y^4, следовательно, y = 5^(1/4).

Ответ: температцрный коэффициент реакции равен 5^(1/4) (или корень четвертой степени из 5)

3 декабря 2018  · 22,8 K

Реакция протекает по уравнению ТiO2(к)+2С(к)=Тi(к)+2СО(г). ∆Н ТiO2 =- 994 кДж/моль. Вычислите ∆Н°, ∆S°,∆G°1000 к. Возможна ли эта реакция?

Человек науки, полиглот, энтузиаст. Химия, компьютерные технологии, нейропсихоло...

Вычислим для начала энтальпию реакции. Она будет равна разности энтальпий образования продуктов и реагентов, помноженных на стехиометрические коэффициенты. Энтальпии образования веществ имеют табличные значения, их можно найти в справочниках или в интернете. Учитываем, что энтальпия образования простых веществ равна нулю. И я не знаю почему у вас в условиях задачи энтальпия образования оксида титана равна -994, ее табличное значение -944 кДж/моль.

∆Н° = 2*∆Н°CO(г) - ∆Н°TiO2(к) = 2*(-110,5 кДж/моль) - (-944 кДж/моль) = 723 кДж/моль

Теперь находим энтропию процесса. Формула у нее такая же -- разность энтропий продуктов и реагентов, помноженных на стехиометрические коэффициенты. Вот только у простых веществ энтропия не равна нулю, но это все табличные значения. Также обратите внимание, что энтальпия и энтропия зависят от агрегатного состояния.

∆S° = ∆S°Ti + 2*∆S°CO - ∆S°TiO2 - 2*∆S°C = 30,6 + 2*197,5 - 50,3 + 2*5,7 = 364 Дж/(моль*К)

Теперь вычислим энергию Гиббса. Используем уравнение Гиббса-Гельмгольца:

∆G° = ∆Н° - T*∆S°

Вообще все значения переменных тут даны при стандартных условиях (т.е. 298°К), но в некотором приближении можно найти энергию Гиббса при нестандартной температуре, но используя стандартные энтальпию и энтропию реакции. Получаем:

∆G°1000К = 723 кДж/моль - 1000К*364 Дж/(моль*К) = 359 кДж

Это приблизительное значение, более точно можно определить по формуле Темкина-Шварцмана.

Обратите внимание, что энтальпия дана в кДж, а энтропия в Дж, это нужно учитывать.

Возможность протекания реакции определяется значением энергии Гиббса. Если она больше нуля, то реакция термодинамически запрещена, если меньше нуля, то процесс протекает самопроизвольно, если равна нулю, то система в равновесии.

В данном случае энергия Гиббса сильно больше нуля, а значит реакция не идет. Но! Так как энтропия и энтальпия обе больше нуля, то в какой-то момент при повышении температуры влияние энтропийного фактора (T*∆S°) станет настолько велико, что превысит значение энтальпии. Тогда значение энергии Гиббса станет отрицательным и реакция будет протекать.

22 ноября 2018  · 4,3 K

Если молекула АТФ основной источник энергии в клетке, то какова калорийность 100 грамм таких молекул?

Бактериолог

N = 14

14*5 = 70

H = 1

1*16 = 16

C = 12

12*10 = 120

P=31

31*3=93

O=16

16*13=208

Итого одна молекула содержит 507 г/моль молярных масс.

Из одной АТФ получаем от 40 до 60 кДж/моль, возьмём цифру 50 как среднюю.

507 - 50

100 - 9,82.

1 калория = 4,2 джоуля.

Итого 2,43 калории.

P.S. Я не химик и могу быть не прав.