В сосуде находится газ. Масса каждой молекулы газа равна \( m \), средняя квадратичная скорость молекул — \( v_{\text{кв}} \), абсолютная температура газа — \( T \). Если абсолютная температура газа увеличится до \( 2T \), то какая будет средняя квадратичная скорость молекул газа?
1) \( 4 v_{\text{кв}} \)
2) \( 2 v_{\text{кв}} \)
3) \( \sqrt{2} v_{\text{кв}} \)
4) \( 0,5 v_{\text{кв}} \)
Для ответа на этот вопрос воспользуемся зависимостью между средней квадратичной скоростью молекул газа и температурой. В идеальном газе средняя квадратичная скорость молекул (\( v_{\text{кв}} \)) связана с температурой \( T \) следующим образом:
\(v_{\text{кв}} = \sqrt{\frac{3kT}{m}}\)
где:
- \( k \) — постоянная Больцмана,
- \( T \) — абсолютная температура газа,
- \( m \) — масса молекулы газа.
Если температура газа увеличится в два раза (\( T \to 2T \)), то новая средняя квадратичная скорость молекул будет:
\(v_{\text{кв, новая}} = \sqrt{\frac{3k \cdot 2T}{m}} = \sqrt{2} \cdot \sqrt{\frac{3kT}{m}} = \sqrt{2} \cdot v_{\text{кв}}.\)
Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул газа увеличится в \( \sqrt{2} \) раза.
Ответ: средняя квадратичная скорость молекул увеличится в \( \sqrt{2} \) раза.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
В сосуде находится газ. Масса каждой молекулы газа равна \( m \), средняя квадратичная скорость молекул — \( v_{\text{кв}} \), абсолютная температура газа — \( T \). Если абсолютная температура газа увеличится до \( 2T \), то какая будет средняя квадратичная скорость молекул газа? 1) \( 4 v_{\text{кв}} \) 2) \( 2 v_{\text{кв}} \) 3) \( \sqrt{2} v_{\text{кв}} \) 4) \( 0,5 v_{\text{кв}} \)