При какой температуре средняя кинетическая энергия движения молекул газа станет в три раза больше, чем при температуре -120°?

Физика 11 класс Термодинамика температура средняя кинетическая энергия молекулы газа три раза больше -120 градусов Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулу, связывающую среднюю кинетическую энергию молекул газа с температурой. Средняя кинетическая энергия молекул газа пропорциональна температуре по шкале Кельвина. Формула выглядит так:

E = (3/2) * k * T

где E - средняя кинетическая энергия, k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.

1. Сначала определим температуру в Кельвинах для -120° по Цельсию:

• Для преобразования температуры из градусов Цельсия в Кельвины, нужно прибавить 273.15:

T1 = -120 + 273.15 = 153.15 K

2. Теперь найдем среднюю кинетическую энергию при этой температуре:

Мы знаем, что нам нужно увеличить эту энергию в три раза, то есть:

E2 = 3 * E1

3. Поскольку средняя кинетическая энергия пропорциональна температуре, можно записать:

E1 пропорциональна T1 и E2 пропорциональна T2, где T2 - искомая температура:

E2 = (3/2) * k * T2

4. Теперь подставим значения:

3 * (3/2) * k * T1 = (3/2) * k * T2

5. Упростим уравнение, сократив (3/2) * k:

3 * T1 = T2

6. Подставим значение T1:

T2 = 3 * 153.15 = 459.45 K

7. Теперь преобразуем температуру T2 из Кельвинов обратно в градусы Цельсия:

T2 (°C) = T2 (K) - 273.15 = 459.45 - 273.15 = 186.3° C

Ответ: Температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул газа станет в три раза больше, чем при температуре -120°, составляет 186.3° C.