Номер 6, страница 195, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

6. Как зависит внутренняя энергия данной массы газа от его температуры?

6. Как зависит внутренняя энергия данной массы газа от его температуры?

Внутренняя энергия идеального газа ($\text{U}$) представляет собой сумму кинетических энергий хаотического теплового движения всех его молекул. Потенциальной энергией взаимодействия молекул в модели идеального газа пренебрегают.

Средняя кинетическая энергия одной молекулы газа прямо пропорциональна абсолютной температуре ($\text{T}$). Следовательно, и суммарная кинетическая энергия всех молекул, то есть внутренняя энергия, также зависит от температуры.

Для данной массы ($\text{m}$) идеального газа внутренняя энергия вычисляется по формуле: $U = \frac{i}{2} \frac{m}{M} RT$ где: $\text{i}$ — число степеней свободы молекул газа (для одноатомного газа $i=3$, для двухатомного $i=5$, для многоатомного $i=6$), $\text{m}$ — масса газа, $\text{M}$ — молярная масса газа, $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная, $\text{T}$ — абсолютная температура в Кельвинах.

Поскольку для данной массы конкретного газа величины $i, m, M, R$ являются постоянными, из формулы видно, что внутренняя энергия $\text{U}$ прямо пропорциональна его абсолютной температуре $\text{T}$. Это означает, что при увеличении температуры внутренняя энергия увеличивается, а при уменьшении — уменьшается.

Ответ: Внутренняя энергия данной массы идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре.