При уменьшении абсолютной температуры на 600K средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа?

Физика 11 класс Термодинамика абсолютная температура средняя кинетическая энергия тепловое движение молекулы неона начальная температура газа Новый

Для решения этой задачи нам нужно вспомнить, как связана средняя кинетическая энергия молекул газа с температурой. Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа определяется формулой:

E = (3/2) * k * T

где E - средняя кинетическая энергия, k - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура в Кельвинах.

Из условия задачи нам известно, что при уменьшении температуры на 600 K средняя кинетическая энергия уменьшилась в 4 раза. Это можно записать следующим образом:

1. Обозначим начальную температуру как T1.
2. Тогда после уменьшения температуры на 600 K новая температура будет T2 = T1 - 600 K.
3. Средняя кинетическая энергия при начальной температуре:
• E1 = (3/2) * k * T1.
4. Средняя кинетическая энергия при новой температуре:
• E2 = (3/2) * k * T2 = (3/2) * k * (T1 - 600).
5. По условию задачи E2 = E1 / 4. Подставим выражения для E1 и E2:
• (3/2) * k * (T1 - 600) = (1/4) * (3/2) * k * T1.

Теперь мы можем сократить (3/2) * k с обеих сторон уравнения:

T1 - 600 = (1/4) * T1

Теперь умножим обе стороны на 4, чтобы избавиться от дроби:

4 * (T1 - 600) = T1

Раскроем скобки:

4T1 - 2400 = T1

Теперь перенесем T1 на левую сторону:

4T1 - T1 = 2400

3T1 = 2400

Теперь делим обе стороны на 3:

T1 = 2400 / 3 = 800 K

Таким образом, начальная температура газа составляет 800 K.