Question

Детский тёмно-зелёный воздушный шарик надули на солнечном пляже, а затем внесли в тень под деревом. Как начали при этом изменяться объём воздуха в шарике и средняя кинетическая энергия молекул в шарике? Оболочка шарика тонкая, упругая и мягкая. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется.

| ОБЪЁМ ВОЗДУХА В ШАРИКЕ | СРЕДНЯЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ МОЛЕКУЛ |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

22

Answer

Идея решения: при переносе шарика из тепла в холод температура воздуха внутри снижается, что влияет на давление и объём газа.

Поскольку оболочка шарика тонкая и мягкая, давление внутри остаётся равным атмосферному давлению (процесс изобарный).

**Объём воздуха в шарике:**

При изобарном охлаждении газа справедливо соотношение:

$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$

Температура на пляже выше, чем в тени: $T_1 > T_2$. Следовательно, $V_1 > V_2$, то есть объём уменьшается.

**Средняя кинетическая энергия молекул:**

Средняя кинетическая энергия молекулы связана с абсолютной температурой:

$$\langle E_к \rangle = \frac{3}{2}kT$$

где $k$ — постоянная Больцмана. При снижении температуры ($T_2 < T_1$) средняя кинетическая энергия молекул уменьшается.

Задание №10Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике