Тип 23 № 6388 

Молекулярная физика. Электродинамика (расчетная задача). Термодинамика и молекулярная физика, часть 1
i
В атмосферном воздухе содержатся кислород и аргон. Среднеквадратичная скорость молекул кислорода равна 470 м/с. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул аргона? Ответ укажите в метрах в секунду с точностью до целых.
Спрятать решениеРешение. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна
где m — масса молекул газа,
— среднеквадратичная скорость, k — постоянная Больцмана, T — температура газа. Пусть величины с индексом 1 относятся к кислороду, а с индексом 2 — к аргону. Так как газы находятся в тепловом равновесии их температуры равны:


Ответ: 420.
Спрятать критерииКритерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 |
| Максимальный балл | 2 |
Ответ: 420.
Кислород - двухатомный газ, поэтому у него 5 степеней свободы, а следовательно коэффициент не 3/2, а 5/2. Поэтому и ответ уже будет другой.
Коэффициент
стоит в полной энергии двухатомных молекул
Полная энергия состоит из двух слагаемых — кинетической энергии поступательного движения и кинетической энергии вращательного движения:
Кинетической энергии поступательного движения, не зависимо от количества атомов в молекуле, равна
и поскольку у поступательного движения три степени свободы, она же равна 