Для решения данной задачи воспользуемся формулой для средней кинетической энергии молекул идеального газа:
[ \langle E_k \rangle = \frac{3}{2} k T, ]
где (\langle E_k \rangle) — средняя кинетическая энергия молекул, (k) — постоянная Больцмана, (T) — абсолютная температура.
Из условия задачи известно, что при увеличении температуры на 600 К средняя кинетическая энергия увеличилась в 4 раза. Пусть начальная температура газа равна (T_0). Тогда новая температура будет (T_0 + 600) К.
Средняя кинетическая энергия при начальной температуре:
[ \langle E_{k0} \rangle = \frac{3}{2} k T_0. ]
Средняя кинетическая энергия при новой температуре:
[ \langle E_{k1} \rangle = \frac{3}{2} k (T_0 + 600). ]
По условию задачи, (\langle E{k1} \rangle) в 4 раза больше (\langle E{k0} \rangle):
[ \langle E{k1} \rangle = 4 \langle E{k0} \rangle. ]
Подставим значения средней кинетической энергии в это уравнение:
[ \frac{3}{2} k (T_0 + 600) = 4 \times \frac{3}{2} k T_0. ]
Сократим на (\frac{3}{2} k):
[ T_0 + 600 = 4 T_0. ]
Решим это уравнение относительно (T_0):
[ 600 = 4 T_0 - T_0, ]
[ 600 = 3 T_0, ]
[ T_0 = 200. ]
Следовательно, начальная температура газа равна 200 К. Ответ: 4.