Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберем изменение каждой физической величины по порядку, опираясь на законы физики.

1. Плотность газа.
По условию задачи газ находится в закрытом сосуде. Это означает, что масса газа $m$ остается неизменной (вещество не добавляется и не удаляется), а объем газа $V$ равен объему сосуда, который также не меняется. Плотность газа $\rho$ определяется формулой:
$\rho = \frac{m}{V}$
Так как и масса $m$, и объем $V$ постоянны, то плотность газа в процессе охлаждения не изменяется. Этому соответствует цифра 3.

2. Средняя скорость теплового движения молекул.
Температура газа является мерой средней кинетической энергии теплового движения его молекул. Средняя кинетическая энергия $E_{к}$ связана с абсолютной температурой $T$ и средней квадратичной скоростью молекул $v$ следующими соотношениями:
$E_{к} = \frac{3}{2}kT$, где $k$ — постоянная Больцмана;
$E_{к} = \frac{m_{0}v^{2}}{2}$, где $m_{0}$ — масса одной молекулы.
Из этих формул видно, что средняя скорость движения молекул прямо пропорциональна корню квадратному из температуры: $v \sim \sqrt{T}$. При охлаждении температура газа понижается, следовательно, средняя скорость теплового движения молекул уменьшается. Этому соответствует цифра 2.

Таким образом, последовательность цифр: 3 (плотность не меняется) и 2 (скорость уменьшается).

Ответ: 32

Источник: ФИПИ