Какое значение температуры Т2 необходимо установить, чтобы средняя квадратичная скорость движения молекул газа, находящегося при температуре Т1= 0,0 °С, возросла в 3,0 раза?

Физика Колледж Температура и средняя квадратичная скорость молекул газа температура Т2 средняя квадратичная скорость молекулы газа температура Т1 газовая термодинамика увеличение скорости молекул Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно воспользоваться формулой, которая связывает среднюю квадратичную скорость молекул газа с температурой. Средняя квадратичная скорость молекул газа (v) пропорциональна квадратному корню из температуры (T) в кельвинах:

v ∝ √T

Это означает, что если мы увеличим температуру, то средняя квадратичная скорость тоже увеличится. В нашем случае нам нужно, чтобы средняя квадратичная скорость возросла в 3 раза. Это можно записать следующим образом:

v2 = 3 * v1

Так как v ∝ √T, мы можем выразить это как:

√T2 = 3 * √T1

Теперь, чтобы избавиться от квадратного корня, возведем обе стороны уравнения в квадрат:

T2 = (3 * √T1)²

Теперь нам нужно найти значение T1 в кельвинах. Температура Т1 задана как 0,0 °С. Чтобы перевести это значение в кельвины, используем следующую формулу:

T1(K) = T1(°C) + 273.15

Таким образом:

T1 = 0 + 273.15 = 273.15 K

Теперь подставим значение T1 в формулу для T2:

T2 = (3 * √273.15)²

Сначала найдем √273.15:

√273.15 ≈ 16.52

Теперь подставим это значение в уравнение:

T2 = (3 * 16.52)²

Вычислим 3 * 16.52:

3 * 16.52 ≈ 49.56

Теперь возведем это значение в квадрат:

T2 ≈ 49.56²

Вычисляя квадрат, получаем:

T2 ≈ 2456.63 K

Теперь, чтобы получить значение температуры T2 в градусах Цельсия, нужно вычесть 273.15:

T2(°C) = T2(K) - 273.15

Таким образом:

T2(°C) ≈ 2456.63 - 273.15 ≈ 2183.48 °C

Ответ: Чтобы средняя квадратичная скорость молекул газа возросла в 3 раза, необходимо установить температуру T2 примерно равной 2183.48 °C.