Для решения этой задачи воспользуемся зависимостями, описывающими тепловое движение молекул идеального газа.
Средняя квадратическая скорость молекул идеального газа \( v_{ср.кв.} \) выражается через температуру газа следующим образом:
\[ v_{ср.кв.} = \sqrt{\frac{3kT}{m}} \]
где:
- \( v_{ср.кв.} \) — средняя квадратическая скорость,
- \( k \) — постоянная Больцмана,
- \( T \) — температура газа,
- \( m \) — масса одной молекулы газа.
Согласно условию задачи, средняя квадратическая скорость уменьшилась в четыре раза. Это означает, что:
\[ v_{ср.кв.2} = \frac{1}{4} v_{ср.кв.1} \]
Где:
- \( v_{ср.кв.1} \) — средняя квадратическая скорость при температуре \( T_1 \),
- \( v_{ср.кв.2} \) — средняя квадратическая скорость при температуре \( T_2 \).
Теперь можем выразить это в терминах температур:
\[ \sqrt{\frac{3kT_2}{m}} = \frac{1}{4} \sqrt{\frac{3kT_1}{m}} \]
Квадратируем обе стороны уравнения для устранения квадратного корня:
\[ \frac{3kT_2}{m} = \frac{1}{16} \cdot \frac{3kT_1}{m} \]
Теперь мы можем сократить \( 3k/m \) с обеих сторон, так как они не равны нулю:
\[ T_2 = \frac{1}{16} T_1 \]
Таким образом, отношение температур \( T_1 \) и \( T_2 \) будет равно:
\[ \frac{T_2}{T_1} = \frac{1}{16} \]
Или, соответственно, можно записать отношение температур в обратном виде:
\[ \frac{T_1}{T_2} = 16 \]
Ответ: Отношение температур \( T_1 : T_2 = 16 : 1 \).
Это означает, что температура первого состояния в 16 раз больше, чем температура второго состояния.