Номер 1, страница 5 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-2. Температура. Внутренняя энергия - номер 1, страница 5.

Условие.

1. Скорость движения молекул любого тела связана с его температурой. Можно ли считать тепловым движение какой-либо одной молекулы тела?

Решение.

Решение

Нет, движение одной отдельно взятой молекулы тела нельзя считать тепловым. Это утверждение основано на фундаментальном различии между свойствами отдельной частицы (микроскопический уровень) и свойствами системы из множества частиц (макроскопический уровень).

Тепловое движение — это статистическое понятие. Оно описывает хаотическое, беспорядочное и непрерывное движение огромного ансамбля частиц (атомов, молекул), из которых состоит вещество. Именно это коллективное, неупорядоченное движение всех частиц в совокупности и называется тепловым.

Температура, в свою очередь, является макроскопической величиной, которая служит мерой интенсивности этого коллективного движения. Говоря точнее, абсолютная температура тела прямо пропорциональна средней кинетической энергии поступательного движения его молекул. Это выражается формулой: $ \bar{E_к} = \frac{3}{2}kT $, где $ \bar{E_к} $ — средняя кинетическая энергия молекул, $ k $ — постоянная Больцмана, а $ T $ — абсолютная температура.

Ключевым здесь является слово «средняя». Отдельная молекула в любой конкретный момент времени обладает своей собственной, определённой скоростью и кинетической энергией. В результате постоянных столкновений с другими молекулами её скорость и энергия непрерывно и случайным образом изменяются. Кинетическая энергия одной молекулы может быть как намного больше, так и намного меньше среднего значения для всего тела. Поэтому понятия «температура» и «тепловое движение» неприменимы к одной частице. Движение отдельной молекулы — это механическое движение, а тепловое движение — это свойство макроскопической системы.

Ответ: Движение одной молекулы нельзя считать тепловым, поскольку «тепловое движение» и «температура» — это статистические понятия, которые характеризуют поведение системы из большого числа частиц в целом, а не свойства одной отдельной частицы.