Номер 3, страница 9 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 1. Температура. Вопросы - номер 3, страница 9.

Условие.

3. Как температура вещества связана со средней скоростью молекул и их массой?

Решение.

3. Как температура вещества связана со средней скоростью молекул и их массой?

Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул вещества. Эта связь описывается одним из основных уравнений молекулярно-кинетической теории.

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы ($\overline{E_k}$) прямо пропорциональна абсолютной температуре ($\text{T}$):

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

где $\text{k}$ – постоянная Больцмана ($k \approx 1,38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К), а $\text{T}$ – температура в кельвинах.

В то же время, кинетическая энергия по определению связана с массой молекулы ($m_0$) и квадратом её скорости ($v^2$):

$\overline{E_k} = \frac{m_0 \overline{v^2}}{2}$

где $\overline{v^2}$ – средний квадрат скорости молекул (величина, пропорциональная квадрату средней скорости).

Приравнивая эти два выражения, получаем связь между температурой, массой и скоростью молекул:

$\frac{m_0 \overline{v^2}}{2} = \frac{3}{2}kT$

Отсюда можно выразить температуру:

$T = \frac{m_0 \overline{v^2}}{3k}$

Эта формула показывает, что абсолютная температура вещества прямо пропорциональна массе его молекул и среднему квадрату скорости их движения. Таким образом:

• Чем выше температура, тем выше средняя скорость движения молекул.
• При одной и той же температуре молекулы вещества с большей массой будут иметь меньшую среднюю скорость, чем молекулы вещества с меньшей массой.

Ответ: Абсолютная температура вещества прямо пропорциональна произведению массы молекулы на средний квадрат скорости её хаотического движения ($T \propto m_0 \overline{v^2}$). Это означает, что чем выше температура, тем больше средняя скорость движения молекул, и при одинаковой температуре молекулы с большей массой движутся в среднем медленнее.

4. Характеристикой чего является температура тела?

Температура тела является фундаментальной физической величиной, которая характеризует несколько взаимосвязанных аспектов состояния тела.

1. На микроскопическом уровне: Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического теплового движения частиц (атомов, молекул, ионов), из которых состоит тело. Чем выше температура, тем интенсивнее движутся частицы и тем большей средней кинетической энергией они обладают.

2. На макроскопическом уровне: Температура характеризует степень "нагретости" тела. Это та характеристика, которая определяет направление самопроизвольного теплообмена между телами. При контакте двух тел с разной температурой тепловая энергия всегда передаётся от более нагретого тела (с более высокой температурой) к менее нагретому (с более низкой температурой) до тех пор, пока их температуры не выровняются и не наступит состояние теплового равновесия. Таким образом, температура является параметром, одинаковым для всех систем, находящихся в состоянии теплового равновесия.

Ответ: Температура тела является характеристикой его теплового состояния. На микроуровне она характеризует среднюю кинетическую энергию хаотического движения его частиц, а на макроуровне — способность тела к теплообмену и направление этого обмена (тепло всегда переходит от тела с большей температурой к телу с меньшей).