ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 43.3: Распределение молекул газа по скоростям

В молекулярно-кинетической теории температура является мерой средней кинетической энергии поступательного движения молекул . Формула связи имеет вид:

где E_k — средняя кинетическая энергия ансамбля молекул, k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура.

Ключевое слово здесь — «средняя». Температура возникает как результат усреднения огромного числа случайных движений частиц в системе, находящейся в термодинамическом равновесии.

Если рассмотреть всего одну молекулу, то понятие «среднее» теряет физический смысл. У отдельной молекулы есть конкретная мгновенная скорость v и конкретная кинетическая энергия E_k=mv²/2.

Эта энергия может принимать любые значения в широком диапазоне (от нуля до очень больших величин) и постоянно меняется при столкновениях с другими частицами или стенками сосуда. Присвоить этой единичной переменной величины имя «температура» нельзя, так как температура не описывает состояние одной частицы, а характеризует коллективное поведение системы.

Представим гипотетически, что мы можем измерить температуру одной молекулы. Если эта молекула движется быстро, её «температура» была бы высокой. Если она остановилась, «температура» стала бы нулевой. Но это противоречит определению температуры как параметра равновесия макроскопической системы.

Следовательно, для одной молекулы применимы понятия скорости и кинетической энергии, но не температуры. Ключевой ответ «130 К» из справочника, вероятно, относится к другой задаче или является ошибкой привязки, так как на вопрос «Применимо ли...?» ответ должен быть качественным («Нет»), а не числовым.