Номер 2, страница 7 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-4. Температура. Вариант 1 - номер 2, страница 7.

Условие.

2. Имеется три сосуда с холодной, тёплой и горячей водой. Сравните скорости движения молекул воды в этих сосудах.

Решение.

Решение

Согласно молекулярно-кинетической теории, температура вещества является мерой средней кинетической энергии хаотического движения его частиц (молекул или атомов). Это означает, что чем выше температура вещества, тем больше средняя кинетическая энергия его молекул и, следовательно, тем выше их средняя скорость движения.

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул $E_k$ связана с абсолютной температурой $\text{T}$ соотношением: $E_k = \frac{3}{2}kT$, где $\text{k}$ — постоянная Больцмана.

В то же время, кинетическая энергия определяется массой молекулы $m_0$ и её скоростью $\text{v}$: $E_k = \frac{m_0 v^2}{2}$.

В задаче даны три сосуда с водой: холодной, тёплой и горячей. Обозначим их температуры как $T_{холодной}$, $T_{тёплой}$ и $T_{горячей}$ соответственно. Из условия следует, что температуры упорядочены следующим образом: $T_{холодной} < T_{тёплой} < T_{горячей}$.

Так как температура напрямую связана со средней кинетической энергией молекул, для энергий будет выполняться аналогичное соотношение: $(E_k)_{холодной} < (E_k)_{тёплой} < (E_k)_{горячей}$.

Поскольку масса молекулы воды $m_0$ во всех трёх сосудах одинакова, из связи кинетической энергии и скорости следует, что средняя скорость движения молекул $\text{v}$ будет выше в том сосуде, где выше температура. Таким образом, для средних скоростей движения молекул справедливо следующее неравенство: $v_{холодной} < v_{тёплой} < v_{горячей}$.

Ответ: Скорость движения молекул воды наименьшая в сосуде с холодной водой, больше в сосуде с тёплой водой и наибольшая в сосуде с горячей водой.