Вопрос 2: Постулаты физики вакуума.
Выберите один ответ:
Правильный ответ:
Газ состоит рассматривается как статистическая совокупность молекул;
— существует постоянное распределение молекул газа по скоростям;
— при движении молекул газа нет преимущественных направлений;
— температура газа — величина, пропорциональная средней кинетической энергии его молекул;
— при взаимодействии с поверхностью твердого тела молекула газа испытывает упругое соударение.
Пояснение:
Данный вариант ответа наиболее полно и корректно описывает основные постулаты молекулярно-кинетической теории газов, которые применимы и к газам в вакууме (при условии, что речь идет о разреженном газе, а не о полном отсутствии вещества).
Разберем каждый пункт:
- Газ состоит рассматривается как статистическая совокупность молекул;
Это фундаментальный принцип, который означает, что поведение газа в целом описывается статистическими методами, так как невозможно отследить движение каждой отдельной молекулы. - Существует постоянное распределение молекул газа по скоростям;
Это утверждение относится к распределению Максвелла-Больцмана, которое описывает, как скорости молекул газа распределены при данной температуре. Это распределение является стационарным в равновесном состоянии. - При движении молекул газа нет преимущественных направлений;
Это означает, что движение молекул хаотично и изотропно. Молекулы движутся во всех направлениях с равной вероятностью, что является одним из условий для идеального газа. - Температура газа — величина, пропорциональная средней кинетической энергии его молекул;
Это одно из ключевых определений температуры в молекулярно-кинетической теории. Формула, связывающая среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул \(\langle E_k \rangle\) с абсолютной температурой \(T\), выглядит так:
\[\langle E_k \rangle = \frac{3}{2} k_B T\] где \(k_B\) — постоянная Больцмана. - При взаимодействии с поверхностью твердого тела молекула газа испытывает упругое соударение.
Это условие является идеализацией и часто используется в моделях идеального газа. Упругое соударение означает, что при столкновении молекулы с поверхностью сохраняется полная кинетическая энергия системы (молекула + поверхность). В реальности могут происходить неупругие столкновения, адсорбция и другие процессы, но для идеального газа принимается упругость.
Другие варианты ответов содержат неточности или неполные утверждения, например:
- "все молекулы газа движутся с одной скоростью" — неверно, скорости распределены.
- "при взаимодействии с поверхностью твердого тела молекула газа адсорбируется" — это не постулат идеального газа, а скорее описание реального процесса, который не всегда происходит и не является обязательным для всех газов.