Номер 5, страница 246 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 50. Распределение молекул идеального газа по скоростям. Вопросы - номер 5, страница 246.

Условие.

5. Сформулируйте определение наиболее вероятной скорости частиц,

Решение.

5. Наиболее вероятная скорость – это скорость, которую имеет наибольшее число частиц (молекул) в системе (например, в идеальном газе) при определённой температуре. Другими словами, это та скорость, вблизи которой группируются скорости максимального числа молекул.

Понятие наиболее вероятной скорости вытекает из статистического описания движения молекул, а именно из функции распределения Максвелла по скоростям. Эта функция описывает, какая доля молекул в газе имеет скорости в том или ином интервале. График функции распределения Максвелла имеет ярко выраженный максимум. Скорость, которая соответствует этому максимуму, и является наиболее вероятной скоростью ($v_в$).

Математически наиболее вероятная скорость определяется по формуле:

$v_в = \sqrt{\frac{2kT}{m_0}} = \sqrt{\frac{2RT}{M}}$

где $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — абсолютная температура газа (в кельвинах), $m_0$ — масса одной молекулы, $R$ — универсальная газовая постоянная, а $M$ — молярная масса газа.

Важно отличать наиболее вероятную скорость от средней арифметической и среднеквадратичной скоростей, которые также являются характеристиками теплового движения молекул, но имеют другие значения и физический смысл.

Ответ: Наиболее вероятная скорость частицы — это скорость, которую имеет наибольшее число частиц в системе, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Она соответствует максимальному значению функции распределения Максвелла по скоростям.