7. Молекулярная физика: #200579
При охлаждении разреженного аргона его абсолютная температура уменьшается в $4$ раза. Во сколько раз уменьшается при этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона?
Основная формула:
Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа связана с абсолютной температурой $T$ соотношением:
$$\langle E_k \rangle = \frac{3}{2}kT$$ где $k$ — постоянная Больцмана.
2. Изменение температуры:
По условию:
$$T_2 = \frac{T_1}{4}$$
3. Расчет изменения энергии:
Для начального и конечного состояний:
$$\langle E_{k1} \rangle = \frac{3}{2}kT_1$$
$$\langle E_{k2} \rangle = \frac{3}{2}kT_2 = \frac{3}{2}k\left(\frac{T_1}{4}\right) = \frac{1}{4}\langle E_{k1} \rangle$$
4. Отношение энергий:
$$\frac{\langle E_{k1} \rangle}{\langle E_{k2} \rangle} = 4$$