Имеются два открытых сосуда. В одном из них находится кипящий эфир, а в другом — вода. Известно, что значения средних кинетических энергий молекул этих веществ одинаковы. Как соотносятся абсолютные температуры этих веществ? 1)Т(ЭФИРА) >Т(ВОДЫ) 2)Т(ЭФИРА) <Т(ВОДЫ) 3)Т(ЭФИРА) =Т(ВОДЫ)
Чтобы определить соотношение абсолютных температур кипящего эфира и воды, учитывая, что их средние кинетические энергии молекул равны, нужно обратиться к кинетической теории газов.
Средняя кинетическая энергия молекул определяется как:
[ \langle E_k \rangle = \frac{3}{2}kT ]
где (\langle E_k \rangle) — средняя кинетическая энергия молекул, (k) — постоянная Больцмана, (T) — абсолютная температура в кельвинах.
По условию задачи, средние кинетические энергии молекул в эфира и воды равны:
[ \frac{3}{2}kT{\text{эфира}} = \frac{3}{2}kT{\text{воды}} ]
Из этого равенства следует, что:
[ T{\text{эфира}} = T{\text{воды}} ]
Однако, необходимо учитывать, что разные вещества кипят при разных температурах. Температура кипения эфира значительно ниже, чем у воды. Например, диэтиловый эфир кипит при температуре около 34,6°C (307,75 K), тогда как вода кипит при 100°C (373,15 K) при нормальном атмосферном давлении.
Исходя из этого, в условиях одинаковых средних кинетических энергий и при учете различия в температурах кипения, можно сделать вывод, что температура кипящего эфира должна быть меньше температуры кипящей воды.
Следовательно, правильный ответ:
2) ( T{\text{эфира}} < T{\text{воды}} )
Средняя кинетическая энергия молекул веществ пропорциональна их абсолютной температуре, поэтому если значения средних кинетических энергий молекул эфира и воды одинаковы, то их абсолютные температуры также будут равны. Поэтому правильный ответ на вопрос: Т(ЭФИРА) = Т(ВОДЫ) (3).
