Чтобы определить, при какой температуре средняя кинетическая энергия движения молекул одноатомного газа будет в 2 раза больше, чем при -73°С, давайте используем формулу для средней кинетической энергии молекул.
Средняя кинетическая энергия молекул газа связана с температурой по следующей формуле:
\[ E_k = \frac{3}{2} k T \]
где:
- \( E_k \) – средняя кинетическая энергия,
- \( k \) – постоянная Больцмана,
- \( T \) – температура в Кельвинах.
Сначала преобразуем -73°С в Кельвины:
\[ T_1 = -73 + 273 = 200 \text{ K} \]
Теперь, чтобы средняя кинетическая энергия была в 2 раза больше, нам нужно найти температуру \( T_2 \):
\[ E_{k2} = 2 E_{k1} \]
Подставляя формулы:
\[ \frac{3}{2} k T_2 = 2 \cdot \frac{3}{2} k T_1 \]
Сократим \( \frac{3}{2} k \) с обеих сторон уравнения:
\[ T_2 = 2 T_1 \]
Теперь подставим значение \( T_1 \):
\[ T_2 = 2 \cdot 200 \text{ K} = 400 \text{ K} \]
Преобразуем обратно в градусы Цельсия:
\[ T_2 = 400 - 273 = 127 \text{°C} \]
Таким образом, температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа будет в 2 раза больше, чем при -73°С, составляет 127°С.