При какой температуре средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа станет в 2 раза больше, чем при температуре -73 °C?

Физика 8 класс Температура и кинетическая энергия молекул газа температура средняя кинетическая энергия одноатомный газ Молекулы физика 8 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулу, связывающую среднюю кинетическую энергию молекул газа и температуру. Средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа определяется по формуле:

E = (3/2) * k * T

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

Из этой формулы видно, что средняя кинетическая энергия пропорциональна температуре. Это означает, что если температура увеличивается, то и средняя кинетическая энергия увеличивается пропорционально.

Теперь давайте найдем, при какой температуре средняя кинетическая энергия станет в 2 раза больше, чем при температуре -73 °C.

1. Сначала преобразуем -73 °C в Кельвины. Для этого нужно прибавить 273.15:
• T1 = -73 + 273.15 = 200.15 K
2. Теперь найдем среднюю кинетическую энергию при этой температуре:
• E1 = (3/2) * k * 200.15
3. Следующим шагом найдем температуру, при которой средняя кинетическая энергия будет в 2 раза больше:
• E2 = 2 * E1 = 2 * (3/2) * k * 200.15 = 3 * k * 200.15
4. Согласно формуле, E2 также можно выразить через новую температуру T2:
• E2 = (3/2) * k * T2
5. Теперь приравняем два выражения для E2:
• (3/2) * k * T2 = 3 * k * 200.15
6. Сократим (3/2) * k с обеих сторон уравнения:
• T2 = 2 * 200.15 = 400.3 K
7. Теперь преобразуем температуру T2 из Кельвинов обратно в градусы Цельсия:
• T2(°C) = T2(K) - 273.15 = 400.3 - 273.15 = 127.15 °C

Таким образом, температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа станет в 2 раза больше, чем при температуре -73 °C, составляет примерно 127.15 °C.