7. Молекулярная физика: #200584
При увеличении средней кинетической энергии теплового движения молекул разреженного одноатомного газа в $2$ раза определите конечную температуру газа, если начальная температура составляла $T_1 = 250\,\text{К}$. Ответ дайте в кельвинах.
Формула связи энергии и температуры:
Для одноатомного идеального газа средняя кинетическая энергия молекул определяется как:
$$\langle E_k \rangle = \frac{3}{2}kT$$ где:
$k$ — постоянная Больцмана,
$T$ — абсолютная температура.
2. Соотношение энергий:
По условию:
$$\frac{\langle E_{k2} \rangle}{\langle E_{k1} \rangle} = 2$$
3. Выражение через температуры:
$$\frac{\frac{3}{2}kT_2}{\frac{3}{2}kT_1} = 2 \Rightarrow \frac{T_2}{T_1} = 2$$
4. Расчет конечной температуры:
$$T_2 = 2T_1 = 2 \cdot 250\,\text{К} = 500\,\text{К}$$