Номер 5, страница 61 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 3. Температура. Газовые законы. Параграф 3.2. Температура. Тепловое равновесие - номер 5, страница 61.

Условие.

5. Имеет ли смысл фраза: «Температура одной молекулы равна...»? Почему?

Решение.

5. Решение

Фраза «Температура одной молекулы равна…» не имеет физического смысла.

Температура является макроскопической физической величиной, характеризующей состояние термодинамической системы. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, температура — это мера средней кинетической энергии хаотического движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит система. Это статистическая характеристика, которая применима только к большому ансамблю (совокупности) частиц, а не к одной отдельной частице.

Связь абсолютной температуры $\text{T}$ со средней кинетической энергией $\overline{E_k}$ поступательного движения молекул идеального газа выражается формулой:

$\overline{E_k} = \frac{3}{2}kT$

где $\text{k}$ — постоянная Больцмана. Ключевым в этом определении является понятие «средняя», которое подразумевает усреднение по большому числу частиц.

Отдельная молекула в каждый момент времени обладает определённой мгновенной скоростью и, соответственно, мгновенной кинетической энергией $E_k = \frac{m_0v^2}{2}$. Эта энергия постоянно меняется в результате столкновений с другими молекулами. Говорить о температуре одной молекулы некорректно, так же как, например, говорить о давлении одной молекулы на стенку сосуда. Понятие температуры возникает только при усреднении по огромному числу частиц.

Ответ: Нет, данная фраза не имеет смысла. Температура — это статистическая характеристика, определяющая среднюю кинетическую энергию движения большого ансамбля частиц, и она не применима к одной-единственной молекуле.