Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберём по порядку изменение каждой физической величины, исходя из условий задачи.

1. Плотность газа.
Плотность вещества определяется формулой: $\rho = \frac{m}{V}$, где $m$ — масса газа, а $V$ — его объём.
По условию задачи газ находится в закрытом сосуде. Это означает, что масса газа $m$ остаётся неизменной (вещество не добавляется и не уходит), а объём газа $V$ равен объёму сосуда. Поскольку сосуд закрыт и его деформация не упоминается, объём газа также остаётся постоянным. Следовательно, отношение массы к объёму не меняется, и плотность газа не изменяется (цифра 3).

2. Средняя скорость теплового движения молекул.
Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, температура тела является мерой средней кинетической энергии хаотического движения его молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул связана с абсолютной температурой формулой: $E_{к} = \frac{3}{2}kT$.
С другой стороны, кинетическая энергия выражается через массу молекулы $m_{0}$ и её среднюю квадратичную скорость $v$ как: $E_{к} = \frac{m_{0}v^{2}}{2}$.
При нагревании газа его температура $T$ увеличивается. Это приводит к росту средней кинетической энергии молекул, а значит, и средняя скорость теплового движения молекул увеличивается (цифра 1).

Таким образом, плотность газа не изменяется (3), а средняя скорость молекул увеличивается (1).

Ответ: 31

Источник: ФИПИ