Номер 3, страница 256 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 52. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Вопросы - номер 3, страница 256.

Условие.

3. Какие параметры связывает основное уравнение молекулярно-кинетической теории?

Решение.

3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) устанавливает фундаментальную связь между макроскопическими параметрами, описывающими состояние идеального газа как единого целого, и микроскопическими параметрами, характеризующими отдельные молекулы этого газа и их движение.

Классическая форма основного уравнения МКТ выглядит так:

$p = \frac{1}{3} n m_0 \overline{v^2}$

Это уравнение связывает следующие параметры:

1. Давление газа ($p$) — это макроскопический параметр. Он характеризует результат воздействия огромного числа молекул на стенки сосуда и может быть измерен прибором (манометром).

2. Концентрация молекул ($n$) — это микроскопический параметр. Он определяется как число молекул в единице объема ($n = N/V$) и характеризует, насколько плотно "упакованы" частицы в пространстве.

3. Масса одной молекулы ($m_0$) — это микроскопический параметр. Это постоянная характеристика для молекул одного и того же вещества.

4. Средний квадрат скорости молекул ($\overline{v^2}$) — это микроскопический параметр. Так как молекулы движутся хаотически с разными скоростями, для характеристики их движения используют усредненное значение квадрата скорости. Эта величина напрямую связана с температурой газа и характеризует интенсивность теплового движения.

Таким образом, это уравнение является "мостом" между макромиром, который мы наблюдаем и измеряем (давление), и микромиром, состоящим из движущихся молекул (их концентрация, масса, скорость).

Существует и другая форма записи этого уравнения, которая связывает давление со средней кинетической энергией поступательного движения молекул $\overline{E_k}$:

$p = \frac{2}{3} n \overline{E_k}$

Эта форма наглядно показывает, что давление газа прямо пропорционально как концентрации частиц, так и средней энергии их движения.

Ответ: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории связывает макроскопический параметр — давление газа ($p$) — с микроскопическими параметрами, характеризующими составляющие его молекулы: их концентрацией ($n$), массой ($m_0$) и средним квадратом скорости их хаотического движения ($\overline{v^2}$).