ID: 00015151
В неглубоком сосуде наблюдают установившийся процесс кипения воды, при этом со дна сосуда к поверхности поднимается газовый пузырёк. Как изменяются при подъёме средняя кинетическая энергия молекул водяного пара и его температура?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в ответ цифры для каждой величины в порядке: средняя кинетическая энергия молекул пара, температура пара. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Кипение идёт установившееся — значит температура воды и пара над ней держится постоянной (для воды это 100 °C при нормальном давлении). А вся «температурная» физика газа завязана на одну вещь: средняя кинетическая энергия молекул зависит ТОЛЬКО от абсолютной температуры ($\bar{E}=\frac{3}{2}kT$). Поэтому достаточно понять, меняется ли температура.
Процесс установившийся, кипение идёт при постоянной температуре. Пока пузырёк всплывает, и вода, и пар внутри него остаются при температуре кипения. Температура не изменяется — цифра 3.
Раз $\bar{E}=\frac{3}{2}kT$, а температура постоянна, то и средняя кинетическая энергия молекул пара не изменяется — цифра 3. (Давление в пузырьке при всплытии падает, объём растёт, но на среднюю энергию молекул это не влияет — она держится за температуру.)