Газ находится в очень высоком цилиндрическом сосуде при температуре Т. Считая поле тяжести однородным, найти среднее значение потенциальной энергии молекул газа. Как зависит эта величина от того, состоит ли газ из одного сорта молекул или из нескольких сортов?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Среднее значение потенциальной энергии молекул газа можно найти, используя уравнение состояния идеального газа:

U = 3/2 kT

где U - потенциальная энергия молекул газа, k - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура.

Следовательно, среднее значение потенциальной энергии молекул газа будет пропорционально абсолютной температуре.

Относительно состава газа, можно сказать, что для газов, состоящих из одного сорта молекул, среднее значение потенциальной энергии будет одинаково для всех молекул. Однако, если газ состоит из различных сортов молекул с различной массой и скоростью, то их потенциальная энергия будет различной. Тем не менее, внутренняя энергия системы будет равна сумме потенциальной энергии каждой молекулы, усредненной по всем молекулам.