Номер 2, страница 214 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 63. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул. Глава 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа - номер 2, страница 214.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Да, утверждение о том, что средняя кинетическая энергия теплового движения молекул является мерой температуры, абсолютно верно. Это один из фундаментальных постулатов молекулярно-кинетической теории (МКТ).

Температура — это макроскопический параметр, который мы измеряем, например, термометром, и он характеризует степень «нагретости» тела. С другой стороны, на микроскопическом уровне все тела состоят из атомов и молекул, которые находятся в непрерывном хаотическом движении. Это движение называется тепловым. Чем выше интенсивность этого движения, тем большей кинетической энергией обладают частицы.

Молекулярно-кинетическая теория устанавливает прямую количественную связь между этими двумя величинами. Для идеального газа средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул ($E_k$) связана с абсолютной температурой ($T$) следующим соотношением:

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

В этой формуле $E_k$ — это средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы, $T$ — абсолютная температура в кельвинах (К), а $k$ — постоянная Больцмана, фундаментальная физическая константа, равная примерно $1.38 \times 10^{-23}$ Дж/К.

Из этого уравнения видно, что температура является прямой мерой средней кинетической энергии. Эти величины прямо пропорциональны друг другу: чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его молекул, и наоборот. Когда тело охлаждается, скорость движения его молекул уменьшается. При достижении абсолютного нуля температуры ($T = 0$ К) тепловое движение молекул теоретически прекращается, и их средняя кинетическая энергия становится равной нулю (если не учитывать квантово-механические эффекты, такие как энергия нулевых колебаний).

Хотя эта простая формула выведена для идеального газа, основной принцип справедлив и для реальных газов, жидкостей и твердых тел. Во всех агрегатных состояниях повышение температуры означает увеличение интенсивности теплового движения частиц и, следовательно, увеличение их средней кинетической энергии. Таким образом, температура — это макроскопическое проявление среднего уровня кинетической энергии микроскопического движения частиц.

Ответ:

Да, можно и нужно считать, что средняя кинетическая энергия теплового движения молекул является мерой температуры. Согласно молекулярно-кинетической теории, абсолютная температура тела прямо пропорциональна средней кинетической энергии хаотического движения составляющих его частиц (молекул, атомов).