4. Углекислый газ массой 200 г находится при температуре 23 °C. Чему равна средняя кинетическая энергия движения молекул газа, какое давление создают эти молекулы, если газ занимает объём 2 м³, и чему равна концентрация молекул газа?

Дано: \(m=0.200\) кг, \(T=23+273.15=296.15\) К, \(V=2\) м³. Для CO₂ \(M=0.044\) кг/моль. Используем \(k=1.380649\cdot10^{-23}\) Дж/К, \(R=8.314\) Дж/(моль·К), \(N_A=6.022\cdot10^{23}\) моль⁻¹.

1. Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы: \(\overline E_k=\frac32 kT=\frac32\cdot1.380649\cdot10^{-23}\cdot296.15\approx6.13\cdot10^{-21}\) Дж.
2. Количество вещества: \(\nu=m/M=0.200/0.044\approx4.545\) моль.
3. По уравнению идеального газа: \(p=\nu RT/V\approx4.545\cdot8.314\cdot296.15/2\approx5.59\cdot10^3\) Па.
4. Концентрация молекул: \(n=N/V=\nu N_A/V\approx4.545\cdot6.022\cdot10^{23}/2\approx1.37\cdot10^{24}\) м⁻³.

Ответ: средняя кинетическая энергия молекулы ≈ 6.13 · 10⁻²¹ Дж; давление ≈ 5.59 кПа; концентрация ≈ 1.37 · 10²⁴ м⁻³.