Question

Помогите пожалуйста!!! Дам 20 баллов!!! 1. Температура идеального газа равна 15 градусов Цельсия. При какой температуре средняя кинетическая энергия газа увеличится в 2 раза? 2 Чему равна потенциальная энергия молекулы идеального одноатомного газа?

Answer 1

Поскольку средняя кинетическая энергия для газа:

W1 = 3/2·k·T1 и
W2 = 3/2·k·T2   (здесь k - постоянная Больцмана), то получаем:

W2 / W1 = T2 / T1 , отсюда:

2 = T2 / T1
T1 = 15 + 273 = 288 K
T2 =2·T1 = 2·288 =  576 K

t2 = T2 - 273 = 576 - 273 = 303 °C

Ответ: При температуре 3

Answer 2

1. Для решения первого вопроса, давайте воспользуемся законом распределения Максвелла для средней кинетической энергии молекул идеального газа. Средняя кинетическая энергия молекул газа связана с температурой по формуле:

\[E_k = \frac{3}{2} k \cdot T\]

где: - \(E_k\) - средняя кинетическая энергия молекул газа. - \(k\) - постоянная Больцмана (\(k \approx 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К}\)). - \(T\) - температура в Кельвинах.

Мы хотим найти температуру (\(T'\)), при которой средняя кинетическая энергия увеличится в 2 раза. Можно записать это как:

\[2 \cdot E_k = \frac{3}{2} k \cdot T'\]

Теперь давайте решим это уравнение относительно \(T'\):

\[T' = \frac{2 \cdot E_k}{\frac{3}{2} k} = \frac{4}{3} \cdot \frac{E_k}{k}\]

Теперь мы можем выразить \(T'\) через начальную температуру \(T_0\), которая равна 15 градусам Цельсия, то есть 15 + 273.15 К (переводим в Кельвины):

\[T_0 = 15 + 273.15 \, \text{К}\]

Теперь подставим значение \(T_0\) в уравнение:

\[T' = \frac{4}{3} \cdot \frac{E_k}{k} = \frac{4}{3} \cdot \frac{\frac{3}{2} k \cdot T_0}{k} = \frac{2}{3} \cdot T_0\]

Теперь рассчитаем \(T'\):

\[T' = \frac{2}{3} \cdot (15 + 273.15) \, \text{К} \approx \frac{2}{3} \cdot 288.15 \, \text{К} \approx 192.1 \, \text{К}\]

Таким образом, температура, при которой средняя кинетическая энергия газа увеличится в 2 раза, составляет примерно 192.1 К.

2. Потенциальная энергия молекулы идеального одноатомного газа (например, гелия или неона) равна нулю. Это происходит потому, что потенциальная энергия связана с взаимодействием между атомами или молекулами, а в одноатомных газах нет таких взаимодействий. Поэтому потенциальная энергия молекулы одноатомного газа всегда равна нулю.