Для решения этой задачи можно использовать связь между средней кинетической энергией молекул газа и температурой. Средняя кинетическая энергия молекулы газа выражается формулой:
\[ E_k = \frac{3}{2} k T \]
где \(E_k\) — средняя кинетическая энергия, \(k\) — постоянная Больцмана, а \(T\) — абсолютная температура в кельвинах.
Если температура воздуха в сосуде составляет 24°C, переведём её в кельвины:
\[ T_1 = 24 + 273.15 = 297.15\, K \]
Если средняя кинетическая энергия увеличивается в два раза, это значит:
\[ E_{k2} = 2 E_{k1} \]
Согласно вышеупомянутой формуле, это можно записать как:
\[ \frac{3}{2} k T_2 = 2 \cdot \frac{3}{2} k T_1 \]
Сокращая одинаковые члены, получаем:
\[ T_2 = 2 T_1 \]
Теперь подставим значение \(T_1\):
\[ T_2 = 2 \cdot 297.15\, K = 594.3\, K \]
Теперь переведём обратно в градусы Цельсия:
\[ T_2^{(°C)} = 594.3 - 273.15 = 321.15\, °C \]
Теперь определим, насколько увеличилась температура:
\[ \Delta T = T_2^{(°C)} - T_1^{(°C)} = 321.15 - 24 = 297.15\, °C \]
Таким образом, температура воздуха увеличилась на 297.15°C.