Середня кінетична енергія молекул ідеального газу

1. При збільшенні середньої кінетичної енергії теплового руху молекул у 4 рази їхня середня квадратична швидкість

1) зменшиться у 4 рази 2) збільшиться у 4 рази 3) зменшиться у 2 рази 4) збільшиться у 2 рази

Згадаймо формулу середньої кінетичної енергії молекул: . Виразимо середню квадратичну швидкість: . Бачимо, що збільшення середньої кінетичної енергії в 4 рази (витягуємо корінь із 4) середня квадратична швидкість збільшується вдвічі.

2. При збільшенні середньої кінетичної енергії теплового руху молекул ідеального газу в 2 рази абсолютна температура газу

1) зменшиться у 4 рази 2) збільшиться у 4 рази 3) не зміниться 4) збільшиться у 2 рази

Тут нам знадобиться формула – середня кінетична енергія прямо пропорційна температурі. Значить, якщо енергія збільшується вдвічі, то температура збільшується вдвічі.

3. При зниженні абсолютної температури ідеального газу в 1,5 рази середня кінетична енергія теплового руху молекул

1) збільшиться в 1,5 раза 2) зменшиться в 1,5 раза 3) зменшиться в 2,25 раза 4) не зміниться

4. При зменшенні середньої квадратичної швидкості теплового руху молекул у 2 рази середня кінетична енергія теплового руху молекул

Якщо в формулу ввести розділене навпіл значення середньої квадратичної швидкості, то при зведенні в квадрат отримаємо, що знаменник збільшився вчетверо, саме в стільки разів зменшиться середня кінетична енергія молекул.

5. При зменшенні середньої кінетичної енергії теплового руху молекул у 2 рази їхня середня квадратична швидкість

1) зменшиться у 4 рази 2) збільшиться у 4 рази 3) зменшиться у 2 рази 4) збільшиться у 2 рази

5) зменшиться в раз 6) збільшиться в раз

Завдання, зворотне попереднього. При вилучення кореня отримаємо зменшення середньої квадратичної швидкості в раз.

6. При зниженні абсолютної температури ідеального газу в 2 рази середня квадратична швидкість теплового руху молекул

1) зменшиться в раз 2) збільшиться в раз 3) зменшиться в 2 рази

4) збільшиться у 2 рази

Між температурою та середньою кінетичною енергією – пряма залежність. Тому зменшиться вдвічі. Ну, а середня квадратична швидкість тоді – в раз (див. задачу 5).

Рух молекул газу підпорядковується законам статистичної фізики. У кожний момент часу швидкості окремих молекул можуть значно відрізнятись один від одного, але їх середні значення однакові, і при розрахунках використовуються не миттєві швидкості окремих молекул, а деякі середні значення. Розрізняють середню арифметичну та середню квадратичну швидкості хаотичного руху молекул.

Нехай є N молекул, швидкості яких відповідно … . Середня арифметична швидкість хаотичного руху молекул за модулем визначається як сума модулів швидкостей молекул газу, поділена на їх загальне число:

Середня квадратична швидкість хаотичного руху молекул

, де - Середній квадрат швидкості руху молекул. Його не слід змішувати із квадратом середньої швидкості:

Як свідчать розрахунки, ; , деR- універсальна газова стала,Μ- молярна маса.

---