Question

Тёмно-зелёный воздушный шарик надули в тени под деревом, а затем вынесли на солнечный пляж. 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

11

Answer

Идея решения: при нагревании воздуха в шарике с мягкой оболочкой давление остаётся постоянным (равным атмосферному), поэтому происходит изобарное расширение, сопровождаемое ростом температуры и кинетической энергии молекул.

**Анализ процесса:**

Оболочка шарика тонкая и упругая, поэтому давление внутри шарика всегда равно атмосферному давлению: $p = 	ext{const}$.

При перемещении шарика из тени на солнце температура воздуха внутри шарика возрастает: $T \uparrow$.

Для идеального газа при постоянном давлении справедливо уравнение состояния:

$$\frac{V}{T} = 	ext{const}$$

Следовательно, при увеличении температуры объём также увеличивается: $V \uparrow$.

Средняя кинетическая энергия молекул связана с абсолютной температурой соотношением:

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

где $k$ — постоянная Больцмана. Поскольку температура растёт, средняя кинетическая энергия молекул также возрастает: $\langle E_к angle \uparrow$.

Задание №10Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике