Номер 377, страница 54, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Молекулярная физика. Тепловые явления. Температура. Энергия теплового движения молекул - номер 377, страница 54.

Условие.

377. [311] Температура — мера средней кинетической энергии молекул. Можно ли сказать, что кинетическая энергия молекул — мера температуры?

Решение.

Утверждение о том, что температура является мерой средней кинетической энергии молекул, абсолютно верно. Связь между абсолютной температурой ($\text{T}$) и средней кинетической энергией поступательного движения молекул ($\bar{E_к}$) для идеального газа выражается формулой:

$\bar{E_к} = \frac{3}{2}kT$

где $\text{k}$ — постоянная Больцмана. Ключевым в этом определении является слово «средняя».

Сказать же обратное, что кинетическая энергия молекул — мера температуры, нельзя. Это утверждение некорректно, и вот почему:

1. В любом веществе молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении и постоянно сталкиваются друг с другом, обмениваясь энергией. В результате в любой момент времени у разных молекул будут разные скорости и, следовательно, разные кинетические энергии. Существуют как очень «быстрые» молекулы, так и очень «медленные». Температура — это макроскопический параметр, характеризующий всю систему частиц в целом, а не энергию одной, случайно выбранной, молекулы.

2. Если под «кинетической энергией молекул» понимать их суммарную кинетическую энергию, то это утверждение также будет неверным. Суммарная кинетическая энергия зависит не только от температуры (т. е. от средней скорости молекул), но и от общего количества этих молекул в теле. Например, в большом айсберге при температуре $0^\circ C$ суммарная кинетическая энергия его молекул воды будет несравнимо больше, чем в чашке горячего чая при температуре $90^\circ C$, просто потому, что молекул в айсберге гораздо больше. Однако температура чая выше.

Таким образом, только средняя кинетическая энергия молекул является мерой температуры.

Ответ: Нет, так сказать нельзя. Мерой температуры является именно средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, а не кинетическая энергия отдельной молекулы или суммарная кинетическая энергия всех молекул тела.