Что происходит со средней кинетической энергией теплового движения молекул идеального газа при уменьшении абсолютной

Летучая_Мышь

53

При уменьшении абсолютной температуры в пять раз, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа также уменьшается в пять раз. Это связано с тем, что средняя кинетическая энергия молекул пропорциональна абсолютной температуре.

Для того чтобы это объяснить, вспомним, что температура газовой среды зависит от средней кинетической энергии молекул. Чем больше энергия, тем выше температура. В идеальном газе, молекулы движутся без взаимодействия друг с другом, и их кинетическая энергия определяется формулой:

\[E = \frac{3}{2}kT\]

Где:
- E - средняя кинетическая энергия молекулы,
- k - постоянная Больцмана (k ≈ 1.38 × 10^-23 Дж/К),
- T - абсолютная температура.

При уменьшении абсолютной температуры в пять раз (обозначим изначальную температуру как T0, тогда новая температура будет T0/5), подставим новую температуру в формулу и сравним с изначальной кинетической энергией:

\[E_{новая} = \frac{3}{2}k\left(\frac{T_{0}}{5}\right)\]

\[E_{новая} = \frac{3}{10}kT_{0}\]

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул уменьшается в пять раз при уменьшении абсолютной температуры в пять раз. Это связано с пропорциональной зависимостью между кинетической энергией и температурой.