Номер 3, страница 250 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 51. Температура. Вопросы - номер 3, страница 250.

Условие.

3. Применимо ли понятие температуры к одной молекуле?

Решение.

3. Понятие температуры в физике является макроскопической величиной, характеризующей состояние термодинамической системы. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, температура является мерой средней кинетической энергии хаотического движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит система. Ключевым словом здесь является «средней».

Абсолютная температура ($T$) связана со средней кинетической энергией поступательного движения молекул соотношением: $\bar{E_k} = \frac{3}{2}kT$, где $\bar{E_k}$ – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул, $k$ – постоянная Больцмана. Эта формула показывает, что температура – это статистическая величина, которая имеет смысл только для системы, состоящей из очень большого числа частиц.

Отдельная молекула в любой момент времени обладает определенной скоростью и, следовательно, определенной кинетической энергией $E_k = \frac{m_0v^2}{2}$. Эта энергия постоянно изменяется при столкновениях с другими молекулами. Говорить о "средней" энергии для одной частицы не имеет смысла. Мы можем говорить о скорости или кинетической энергии отдельной молекулы, но не о ее температуре.

Таким образом, температура – это коллективное свойство, возникающее при рассмотрении системы из огромного числа частиц. Она характеризует интенсивность теплового движения всего ансамбля молекул, а не состояние одной из них. Поэтому применять понятие температуры к одной молекуле некорректно.

Ответ: Нет, понятие температуры неприменимо к одной молекуле, так как температура является статистической величиной, характеризующей среднюю кинетическую энергию хаотического движения большого числа частиц в системе, а не мгновенную энергию одной частицы.