Номер 2, страница 8 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Параграф 1. Внутренняя энергия - номер 2, страница 8.

Условие.

2. Одинаковы ли кинетические энергии отдельных молекул тела?

Решение.

Решение

Нет, кинетические энергии отдельных молекул тела не одинаковы. Это связано с природой теплового движения.

Молекулы любого вещества (в газообразном, жидком или твердом состоянии) находятся в непрерывном хаотическом (беспорядочном) движении. В процессе этого движения они постоянно сталкиваются друг с другом. При каждом столкновении происходит перераспределение энергии и импульса между молекулами: одна молекула может замедлиться, передав часть своей кинетической энергии другой, которая, в свою очередь, ускорится. Этот процесс обмена энергией происходит постоянно и случайным образом.

В результате в любой момент времени в теле есть молекулы, движущиеся с самыми разными скоростями: одни движутся очень быстро, другие — очень медленно, а большинство — со скоростями, близкими к некоторому среднему значению. Распределение молекул по скоростям описывается, например, для идеального газа распределением Максвелла.

Поскольку кинетическая энергия поступательного движения молекулы определяется её массой $\text{m}$ и скоростью $\text{v}$ по формуле $E_k = \frac{m v^2}{2}$, то разнообразие скоростей означает и разнообразие кинетических энергий. Таким образом, кинетические энергии отдельных молекул постоянно меняются и не равны друг другу.

Физическая величина, которая характеризует тепловое состояние тела — температура — связана не с кинетической энергией отдельной молекулы, а со средней кинетической энергией всех молекул тела. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа пропорциональна абсолютной температуре: $\langle E_k \rangle = \frac{3}{2}kT$, где $\text{k}$ — постоянная Больцмана, а $\text{T}$ — абсолютная температура.

Ответ: Нет, кинетические энергии отдельных молекул тела не одинаковы, так как молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении, постоянно сталкиваются и обмениваются энергией. В результате этого в любой момент времени скорости, а следовательно, и кинетические энергии молекул, имеют различные значения, распределенные вокруг некоторого среднего значения, которое и определяет температуру тела.