Средняя кинетическая энергия поступательного теплового движения молекул газа обратно пропорциональна абсолютной температуре газа

Задача сформулирована неверно. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре, а не обратно пропорциональна. Разбор по шагам: 1) Запишем энергию поступательного движения одной молекулы: E = (1/2) m (v_x^2 + v_y^2 + v_z^2). 2) Применим принцип равномерного распределения энергии (правило экпипартитии). Для каждой квадратной скорости в отдельной по оси степени свободы средняя энергия равна (1/2) k_B T. В трёх направлениях (x, y, z) это даёт: ⟨(1/2) m v_x^2⟩ = (1/2) k_B T, ⟨(1/2) m v_y^2⟩ = (1/2) k_B T, ⟨(1/2) m v_z^2⟩ = (1/2) k_B T. 3) Суммируем три вклада: ⟨E⟩ = ⟨(1/2) m v_x^2⟩ + ⟨(1/2) m v_y^2⟩ + ⟨(1/2) m v_z^2⟩ = (3/2) k_B T. Значит, средняя энергия поступательного движения молекулы пропорциональна температуре T (direct proportionality). 4) Если говорить на мольной величине, то вместо k_B можно использовать газовую постоянную R: E_k,моль = (3/2) R T. 5) Вывод по задаче: - Правильное утверждение: средняя кинетическая энергия поступательного движения пропорциональна T, т.е. E ∝ T. - Неверное утверждение в условии: E обратно пропорциональна T. Пример численно (для наглядности): - Пусть T увеличится в 2 раза. Тогда E_k,моль увеличится в 2 раза: E_k,моль2T = (3/2) R (2T) = 2 · [(3/2) R T]. Если нужно, могу привести это же решение например для монокотного газа или для диатомного газа с учётом других степеней свободы, но основной вывод остаётся тот же: E ∝ T для поступательного движения.