Номер 1.3, страница 4 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

I. Внутренняя энергия - номер 1.3, страница 4.

Условие.

1.3 Как вы думаете, можно ли нагреть одну молекулу? Объясните свой ответ.

Решение.

Нагреть одну молекулу в термодинамическом смысле этого слова нельзя. Понятия «температура» и «нагревание» являются макроскопическими, то есть они применимы только к системам, состоящим из очень большого числа частиц (атомов, молекул).

Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического (теплового) движения частиц, из которых состоит тело. Для одной молекулы понятие «средняя кинетическая энергия» не имеет смысла. Отдельная молекула в каждый момент времени обладает определённой кинетической энергией, которая может изменяться, например, при столкновениях с другими молекулами. Мы можем увеличить кинетическую энергию одной молекулы, сообщив ей дополнительную скорость, но это не будет означать, что мы её «нагрели».

Связь между температурой и средней кинетической энергией поступательного движения молекул идеального газа выражается формулой: $E_{k \text{ ср}} = \frac{3}{2}kT$, где $\text{T}$ — абсолютная температура, а $\text{k}$ — постоянная Больцмана. Эта формула наглядно показывает, что температура характеризует именно среднюю энергию большого ансамбля частиц, а не энергию одной частицы.

Таким образом, говорить о температуре одной молекулы так же некорректно, как говорить, например, о давлении одной молекулы. Эти физические величины являются статистическими и характеризуют свойства совокупности частиц.

Ответ: Нет, одну молекулу нагреть нельзя, так как температура — это мера средней кинетической энергии большого числа молекул, а для одной частицы это понятие не применимо. Можно лишь увеличить кинетическую энергию одной молекулы.