ID: 00016728
В результате некоторого процесса средняя кинетическая энергия поступательного теплового движения молекул идеального газа уменьшилась в 3 раза, а давление возросло в 2 раза. Во сколько раз изменилась концентрация молекул газа, если число молекул осталось неизменным?
Источник: ФИПИ
Давление, концентрация и средняя энергия связаны основным уравнением МКТ p=\dfrac{2}{3}\,n\langle E\rangle. Нас просят про концентрацию — выразим её: n=\dfrac{3p}{2\langle E\rangle}. Давление в числителе, энергия — в знаменателе.
\frac{n_2}{n_1}=\frac{p_2/\langle E\rangle_2}{p_1/\langle E\rangle_1}=\frac{p_2}{p_1}\cdot\frac{\langle E\rangle_1}{\langle E\rangle_2}=2\cdot 3=6.
Энергия упала в 3 раза, поэтому \dfrac{\langle E\rangle_1}{\langle E\rangle_2}=3.
Концентрация увеличилась в 6 раз.
Ответ: 6