при неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилось в 3 раза.При этом давление газа : 1) уменьшилось в 3…

Для решения данной задачи нам нужно применить основные принципы физики, касающиеся поведения идеального газа, в частности уравнение состояния идеального газа и связь между средней кинетической энергией молекул и температурой.

1. Связь между средней кинетической энергией и температурой

Средняя кинетическая энергия (КЭ) молекул идеального газа пропорциональна температуре (Т) газа, и выражается формулой:

\[ \overline{E_k} = \frac{3}{2} k T \]

где \(\overline{E_k}\) — средняя кинетическая энергия молекул, \(k\) — постоянная Больцмана.

Если средняя кинетическая энергия увеличивается в 3 раза, то это значит, что:

\[ \overline{E_k'} = 3 \overline{E_k} \]

Отсюда следует, что:

\[ \frac{3}{2} k T' = 3 \cdot \frac{3}{2} k T \]

Следовательно, температура газа также увеличилась в 3 раза:

\[ T' = 3T \]

2. Влияние на давление газа

Уравнение состояния идеального газа можно записать так:

\[ PV = nRT \]

где:

• \(P\) — давление,
• \(V\) — объем,
• \(n\) — количество вещества (моль),
• \(R\) — универсальная газовая постоянная,
• \(T\) — температура.

При фиксированном количестве вещества и объеме, когда температура газа изменяется, давление изменяется по следующему принципу:

\[ P' = \frac{nR T'}{V} \]

Подставляя \(T' = 3T\):

\[ P' = \frac{nR (3T)}{V} = 3 \frac{nR T}{V} = 3P \]

Это означает, что при увеличении средней кинетической энергии молекул в 3 раза (что вызвано увеличением температуры в 3 раза) давление газа должно увеличиться в 3 раза.

3. Анализ вариантов

У нас есть следующие варианты изменения давления газа:

1. Уменьшилось в 3 раза
2. Увеличилось в 3 раза
3. Увеличилось в 9 раз
4. Не изменилось

Согласно нашему анализу, правильный ответ:

2) Увеличилось в 3 раза.

Заключение

Таким образом, увеличение средней кинетической энергии молекул идеального газа в 3 раза приводит к увеличению давления газа также в 3 раза, при условии, что объем и количество вещества остаются неизменными.