Задание 7. Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц: ЕГЭ по физике

Задание 7 ЕГЭ по физике проверяет понимание связи абсолютной температуры идеального газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его молекул. Ученик должен знать формулу Eк = (3/2)kT и уметь применять её в прямых и обратных расчётах, а также связывать температуру со…

Что нужно знать

• Абсолютная температура T измеряется в кельвинах: T = t + 273 (или 273,15).
• Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы: Eк = (3/2)kT, где k = 1,38·10⁻²³ Дж/К.
• Формула справедлива для идеального газа и не зависит от массы молекулы.
• Поступательное движение имеет 3 степени свободы, поэтому коэффициент 3/2.
• Полная кинетическая энергия молекулы включает вращательные степени свободы и для двухатомного газа равна (5/2)kT, но в задании 7 проверяется именно поступательная.
• Средняя квадратичная скорость: v_кв = √(3kT/m) = √(3RT/M).

Термины и понятия

• Абсолютная температура: температура, отсчитываемая от абсолютного нуля, в кельвинах; T = t + 273.
• Постоянная Больцмана: k = 1,38·10⁻²³ Дж/К, связывает среднюю кинетическую энергию молекулы с температурой.
• Средняя кинетическая энергия поступательного движения: Eк = (3/2)kT, энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа.
• Идеальный газ: модель газа, в которой молекулы не взаимодействуют на расстоянии и сталкиваются упруго.
• Средняя квадратичная скорость: v_кв = √(⟨v²⟩) = √(3kT/m).
• Степени свободы: число независимых координат, определяющих движение молекулы; для поступательного движения их 3.

Частые ошибки

• Использование температуры в градусах Цельсия вместо кельвинов — приводит к неверному ответу, так как формула требует абсолютную температуру.
• Применение формулы Eк = (3/2)RT для одной молекулы вместо kT — путаница между молярной и молекулярной энергией.
• Использование полной кинетической энергии (5/2)kT вместо поступательной (3/2)kT для двухатомных газов — в задании 7 проверяется именно поступательная.
• Забывают, что при одинаковой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул разных газов одинакова.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Задание 7. Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц» занимает 5 занятий по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Задание 1. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение
• Задание 2. Второй закон Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
• Задание 3. Импульс, закон сохранения импульса, энергия, закон изменения и сохранения механической энергии
• Задание 4. Условие равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, маятники, волны и звук
• Задание 5. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
• Задание 6. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания

← Предыдущая тема: Задание 6. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
Следующая тема: Задание 8. Количество теплоты, изменение агрегатных состояний, работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловых машин

Все темы: ЕГЭ по физике