Температура как мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул
Теперь для определения температуры как меры средней кинетической энергии молекул имеет смысл обобщить те рассуждения, которые мы приводили в определении абсолютной шкалы температур:
Итак, как видим, температура и правда является мерой средней кинетической энергией поступательного движения. Конкретное же формульное соотношение вывел австрийский физик Людвиг Больцман:
Здесь 
– так называемый коэффициент Больцмана. Это константа, численно равная:
Как мы видим, размерность этого коэффициента – 
, то есть это своего рода коэффициент пересчёта из шкалы температур в шкалу энергий, ведь мы понимаем теперь, что, по сути, должны были измерять температуру в единицах энергии.
Теперь рассмотрим, как будет зависеть давление идеального газа от температуры. Для этого запишем основное уравнение МКТ в следующем виде:
и подставим в эту формулу выражение для связи средней кинетической энергии с температурой. Получим:
Рассмотрим задачи тренировочного блока занятия.
1. При температуре _______ (370C; 2830C; 270C) средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна 6,21·10-21Дж.
Дано:
k = 1,38 • 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана
t -?
Решение:
Запишем значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул с зависимостью от абсолютной температуры:
Отсюда выразим Т: 
Соотношение между абсолютной температурой и температурой в градусах Цельсия:
|
|
|
Подставим значение абсолютной температуры:
Правильный вариант ответа: 
2. При температуре 290 К и давлении 0,8 МПа, средняя кинетическая энергия молекул равна __________ Дж, а концентрация составляет молекул ___________ м-3.
Дано:
Т = 290К
р = 0,8 МПа =0,8·106 Па
k = 1,38 • 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана
Ек -? n - ?
Решение:
Значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул:
Подставив значение абсолютной температуры, найдём ответ:
Определим концентрацию газа из соотношения:
Правильный вариант ответа: 6·10-21; 2·1026 м-3.
Подведение итогов занятия.
На занятии мы с вами рассмотрели понятия: температура и тепловое равновесие; шкалы Цельсия и Кельвина; абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества, зависимость давления от концентрации молекул и температуры. Научились применять основные формулы для решения задач.
Выполнение домашнего задания: Решение заданий ЕГЭ стр. 203 «Физика 10кл»
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 94; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!