7. Молекулярная физика: #200580
При понижении температуры идеального газа средняя кинетическая энергия его молекул уменьшилась в $2$ раза. Если начальная температура газа составляла $T_1 = 600\,\text{К}$, определите конечную температуру $T_2$ газа. Ответ запишите в кельвинах.
Формула связи энергии и температуры:
Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа определяется выражением:
$$\langle E_k \rangle = \frac{3}{2}kT$$
где:
$k$ — постоянная Больцмана,
$T$ — абсолютная температура.
2. Соотношение энергий:
По условию:
$$\frac{\langle E_{k1} \rangle}{\langle E_{k2} \rangle} = 2$$
3. Выражение через температуры:
$$\frac{\frac{3}{2}kT_1}{\frac{3}{2}kT_2} = 2 \Rightarrow \frac{T_1}{T_2} = 2$$
4. Расчет конечной температуры:
$$T_2 = \frac{T_1}{2} = \frac{600\,\text{К}}{2} = 300\,\text{К}$$