Средняя квадратичная скорость молекул идеального газа изменилась с 400 м/с до 700 м/с. Во сколько раз изменилась температура, измеренная в шкале Цельсия?
Физика10 классТермодинамика идеального газасредняя квадратичная скоростьмолекулы идеального газаизменение температурышкала Цельсияфизика газатермодинамиказакон Больцманакинетическая энергиягазовые законы
Для решения задачи необходимо использовать зависимость между средней квадратичной скоростью молекул идеального газа и температурой. Эта зависимость выражается следующим образом:
v = √(3RT/M)
где:
Из данной формулы видно, что средняя квадратичная скорость пропорциональна квадратному корню из температуры. Это позволяет нам записать следующую пропорцию:
v1/v2 = √(T1/T2)
где:
Теперь подставим известные значения:
400/700 = √(T1/T2)
Возведем обе стороны уравнения в квадрат:
(400/700)² = T1/T2
Теперь вычислим (400/700)²:
(400/700)² = 160000/490000 = 16/49
Таким образом, мы имеем:
T1/T2 = 16/49
Это означает, что:
T2/T1 = 49/16
Теперь необходимо найти, во сколько раз изменится температура, измеренная в шкале Цельсия. Для этого нужно помнить, что температура в градусах Цельсия (°C) связана с температурой в кельвинах (K) следующим образом:
T(°C) = T(K) - 273.15
Таким образом, изменение температуры в кельвинах также изменяет температуру в градусах Цельсия, но с учетом смещения на 273.15. Однако, для нахождения отношения T2/T1 это смещение не влияет на результат.
Теперь мы можем подсчитать, во сколько раз изменилась температура:
Температура изменилась в 49/16 раз.
В итоге, температура в градусах Цельсия изменится в 49/16 раз, что приблизительно равно 3.0625. Таким образом, температура увеличилась примерно в 3.06 раза.