Номер 6, страница 215 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 63. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул. Глава 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа - номер 6, страница 215.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Зависимость средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа от температуры является одним из ключевых положений молекулярно-кинетической теории. Абсолютная температура (измеряемая в Кельвинах) по своей сути является мерой средней кинетической энергии молекул.

Связь между этими двумя величинами прямая и пропорциональная. Она описывается формулой Больцмана:

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

В этой формуле:

• $E_k$ — это средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы газа.
• $T$ — это абсолютная температура газа в Кельвинах (К).
• $k$ — это постоянная Больцмана, фундаментальная физическая константа, значение которой составляет примерно $1.38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К.

Из данной формулы следует, что:

1. Средняя кинетическая энергия молекул газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре. Если температура увеличивается, молекулы начинают двигаться в среднем быстрее, и их кинетическая энергия возрастает.
2. Эта зависимость не зависит от природы газа (его химического состава) или массы его молекул. При одинаковой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул водорода и, например, кислорода будет одинаковой.
3. Температура является макроскопическим проявлением микроскопического движения частиц. При абсолютном нуле температуры ($T=0$ K) поступательное движение молекул, согласно классической теории, должно было бы прекратиться.

Таким образом, чем выше температура газа, тем больше средняя кинетическая энергия его молекул.

Ответ: Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре. Эта зависимость выражается формулой $E_k = \frac{3}{2}kT$.