В результате изобарного процесса плотность газа увеличилась в 2 раза. Как при этом изменилась средняя квадратичная скорость молекул?
от

1 Ответ

дано:  
- изобарный процесс (давление P постоянное),  
- плотность газа увеличилась в 2 раза: ρ2 = 2 * ρ1.

найти:  
изменение средней квадратичной скорости молекул газа.

решение:  
1. Средняя квадратичная скорость молекул газа выражается формулой:  
v = sqrt(3RT/M),  
где R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах, M - молярная масса газа.

2. В изобарном процессе, согласно уравнению состояния идеального газа, мы имеем:  
P = ρRT,  
где ρ - плотность газа.

3. Если плотность газа увеличивается в 2 раза, то для начальной и конечной плотностей будет:  
ρ2 = 2 * ρ1.  

4. Подставим это в уравнение состояния:  
P = ρ1 * R * T1 = ρ2 * R * T2.  

5. Из этого уравнения можно выразить температуру:  
T1 = P / (ρ1 * R),  
T2 = P / (ρ2 * R) = P / (2 * ρ1 * R).

6. Теперь найдем отношение температур:  
T2/T1 = (P / (2 * ρ1 * R)) / (P / (ρ1 * R)) = 1/2.

7. Так как средняя квадратичная скорость зависит от температуры, подставим это в формулу для скорости:  
v1 = sqrt(3RT1/M),  
v2 = sqrt(3RT2/M).

8. Таким образом, отношение скоростей:  
v2/v1 = sqrt(T2/T1) = sqrt(1/2) = 1/sqrt(2).

ответ:  
Средняя квадратичная скорость молекул газа уменьшилась в √2 раз.
от