Question

Какое утверждение, касающееся равновесного состояния атмосферы, не согласуется с распределением Больцмана по потенциальным энергиям? а) на малых высотах относительная вероятность встретить лёгкую частицу меньше, чем тяжёлую; б) на больших высотах вероятность встретить лёгкую частицу меньше, чем тяжёлую; в) при температуре T = 0 К все молекулы расположились бы плотным слоем на поверхности Земли; г) при исчезновении поля гравитации Земля потеряла бы свою атмосферу.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Не согласуется:

б) на больших высотах вероятность встретить лёгкую частицу меньше, чем тяжёлую;

Answer 2

Из распределения Больцмана следует, что частицы в газе распределены по энергиям согласно экспоненциальному закону, который зависит от температуры и массы частиц. Давайте рассмотрим каждое утверждение:

а) на малых высотах относительная вероятность встретить лёгкую частицу меньше, чем тяжёлую;

• Это утверждение согласуется с распределением Больцмана, так как на малых высотах частицы ближе к поверхности Земли имеют более высокую энергию, что соответствует более высокой температуре.

б) на больших высотах вероятность встретить лёгкую частицу меньше, чем тяжёлую;

• Это также согласуется с распределением Больцмана. На больших высотах энергия частиц снижается, и вероятность встретить легкую частицу становится меньше, чем тяжелую.

в) при температуре T = 0 К все молекулы расположились бы плотным слоем на поверхности Земли;

• Это утверждение не согласуется с распределением Больцмана. При абсолютном нуле (T = 0 К) все частицы имели бы минимальную энергию, и они не могли бы располагаться на поверхности Земли, так как не имели бы энергии для поддержания своего положения.

г) при исчезновении поля гравитации Земля потеряла бы свою атмосферу;

• Это утверждение согласуется с распределением Больцмана. Гравитация играет ключевую роль в удержании атмосферы на поверхности планеты. Без гравитации атмосфера могла бы рассеяться в космосе из-за тепловой агитации частиц и их высокой энергии на высотах, что описывается распределением Больцмана.