МКТ. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ Идеальный газ изохорически охладили, а затем изобарически
расширили до первоначальной температуры. Во сколько раз изменяется
энергии поступательного движения молекул газа в изохорическом процессе, если в ходе его давление газа уменьшилось в 3 раза? Во сколько
раз изменяется средняя скорость движения молекул в изобарическом
процессе?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Изохорический процесс: при изохорическом процессе объем газа остается неизменным, поэтому изменение энергии поступательного движения молекул газа пропорционально изменению температуры:

ΔE = 3/2 n R * ΔT

Где R - универсальная газовая постоянная, n - количество молей газа. Поскольку отношение изменения давления равно 1/3, а работа газа в изохорическом процессе равна нулю, то по первому закону термодинамики изменение теплоты равно изменению энергии поступательного движения молекул:

ΔQ = ΔE

Изобарический процесс: при изобарическом процессе давление газа остается постоянным, поэтому изменение энергии поступательного движения молекул газа пропорционально изменению температуры:

ΔE = 3/2 n R * ΔT

Средняя скорость движения молекул пропорциональна квадратному корню из температуры:

v = √(3kT/m)

Где k - постоянная Больцмана, T - температура, m - масса молекулы. Поскольку температура изменяется в 3 раза (по итогам изобарического процесса), то средняя скорость изменится в корень из трех раз:

v' = v_initial * √3

Таким образом, энергия поступательного движения молекул изменится в 3 раза в изохорическом процессе, а средняя скорость движения молекул изменится в корень из трех раз в изобарическом процессе.