Номер 3, страница 177, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

3. Почему основное уравнение молекулярно-кинетической теории называется основным уравнением?

3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) называется "основным", потому что оно является теоретическим фундаментом, на котором строится вся теория идеального газа. Оно впервые устанавливает прямую количественную связь между макроскопическим параметром, который можно измерить на опыте (давление), и микроскопическими характеристиками, описывающими движение молекул.

Само уравнение имеет вид: $p = \frac{1}{3} n m_0 \overline{v^2}$

Здесь $\text{p}$ — это давление газа, $\text{n}$ — концентрация молекул (число молекул в единице объема), $m_0$ — масса одной молекулы, а $\overline{v^2}$ — средний квадрат скорости молекул.

Причины, по которым это уравнение является основным:

1. Это ключевая связь макро- и микромира. Уравнение математически доказывает главное положение МКТ: давление газа — это результат столкновений огромного числа молекул со стенками сосуда. Оно связывает наблюдаемое давление $\text{p}$ со средними характеристиками движения невидимых частиц ($n, m_0, \overline{v^2}$).

2. Это основа для вывода других уравнений. Из основного уравнения МКТ можно логически вывести все остальные важные соотношения для идеального газа. Например, если выразить среднюю кинетическую энергию молекулы как $\overline{E_k} = \frac{1}{2}m_0\overline{v^2}$, то основное уравнение преобразуется к виду $p = \frac{2}{3}n\overline{E_k}$. Если далее использовать определение температуры через энергию ($\overline{E_k} = \frac{3}{2}kT$), то мы немедленно получаем уравнение состояния идеального газа в форме $p = nkT$. Это показывает, что основное уравнение является более фундаментальным, чем даже уравнение состояния.

Таким образом, это уравнение — отправная точка для всего количественного аппарата молекулярно-кинетической теории.

Ответ: Основное уравнение МКТ называется основным, потому что оно является теоретическим фундаментом, устанавливающим главную связь между макроскопическим параметром (давлением) и микроскопическими характеристиками движения молекул (их концентрацией, массой и скоростью). Из него как следствия выводятся другие важные уравнения, описывающие состояние идеального газа.