При какой температуре находится газ, если средняя кинетическая энергия хаотического движения его молекул на 20% превышает значение, соответствующее 0°C?

Физика 11 класс Температура и кинетическая энергия газов температура газа средняя кинетическая энергия молекулы газа 20 процентов превышает значение 0 градусов физика 11 класс Новый

Для того чтобы найти температуру газа, когда средняя кинетическая энергия его молекул превышает значение, соответствующее 0°C, нам нужно сначала вспомнить, как связаны температура и средняя кинетическая энергия молекул газа.

Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа определяется формулой:

E = (3/2) * k * T

где:

• E - средняя кинетическая энергия молекул газа;
• k - постоянная Больцмана;
• T - температура в кельвинах.

Теперь давайте найдем среднюю кинетическую энергию молекул газа при температуре 0°C (или 273,15 K):

E0 = (3/2) * k * 273,15

Согласно условию задачи, средняя кинетическая энергия газа на 20% больше, чем при 0°C. Это можно записать как:

E = E0 * 1.2

Подставим значение E0 в это уравнение:

E = (3/2) * k * 273,15 * 1.2

Теперь мы можем выразить температуру T через E:

E = (3/2) * k * T

Приравняем два выражения для E:

(3/2) * k * T = (3/2) * k * 273,15 * 1.2

Сократим обе стороны уравнения на (3/2) * k:

T = 273,15 * 1.2

Теперь вычислим T:

T = 327,78 K

Чтобы перевести температуру из кельвинов в градусы Цельсия, воспользуемся формулой:

T(°C) = T(K) - 273,15

Подставим значение температуры:

T(°C) = 327,78 - 273,15 = 54,63°C

Таким образом, температура газа составляет примерно 54,63°C.