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 2 - номер 2, страница 7.

Условие.

2. Имеется два сосуда с водой. В одном сосуде температура воды 20 °С, в другом — 100 °С. В каком сосуде средняя кинетическая энергия молекул воды больше?

Решение.

Дано:

Температура воды в первом сосуде $t_1 = 20$ °C

Температура воды во втором сосуде $t_2 = 100$ °C

Перевод в систему СИ:

Абсолютная температура измеряется в Кельвинах (К). Формула перевода: $T = t(°C) + 273,15$.

$T_1 = 20 + 273,15 = 293,15$ К

$T_2 = 100 + 273,15 = 373,15$ К

Найти:

В каком сосуде средняя кинетическая энергия молекул воды больше.

Решение:

Согласно молекулярно-кинетической теории, температура является мерой средней кинетической энергии хаотического движения частиц вещества (молекул, атомов). Связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекул и абсолютной температурой выражается формулой:

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

где $\overline{E_k}$ — средняя кинетическая энергия молекул, $\text{k}$ — постоянная Больцмана ($k \approx 1,38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К), а $\text{T}$ — абсолютная температура.

Из данной формулы следует, что средняя кинетическая энергия молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре вещества. Следовательно, чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия молекул.

Сравним абсолютные температуры воды в двух сосудах:

$T_1 = 293,15$ К

$T_2 = 373,15$ К

Поскольку $T_2 > T_1$ ($373,15 \text{ К} > 293,15 \text{ К}$), то средняя кинетическая энергия молекул воды будет больше в сосуде с более высокой температурой.

Ответ: Средняя кинетическая энергия молекул воды больше в сосуде, где температура воды составляет 100 °C.