Номер 3, страница 4 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Температура тела является макроскопической величиной, которая характеризует его тепловое состояние. На микроскопическом уровне температура напрямую связана с энергией хаотического (теплового) движения частиц (атомов, молекул, ионов), из которых состоит тело.

Связь между температурой и скоростью движения частиц устанавливается через понятие кинетической энергии. Температура тела является мерой средней кинетической энергии поступательного движения его частиц. Это означает, что чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его частиц.

В молекулярно-кинетической теории средняя кинетическая энергия теплового движения частиц идеального газа прямо пропорциональна абсолютной температуре. Эта зависимость выражается формулой:

$\overline{E_k} = \frac{3}{2}kT$

где $\overline{E_k}$ — средняя кинетическая энергия поступательного движения одной частицы, $\text{T}$ — абсолютная температура в кельвинах (К), а $\text{k}$ — постоянная Больцмана ($k \approx 1.38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К).

В свою очередь, кинетическая энергия частицы массой $m_0$, движущейся со скоростью $\text{v}$, определяется как $E_k = \frac{m_0v^2}{2}$. Усреднив это выражение по всем частицам, мы можем связать среднюю кинетическую энергию со средним квадратом скорости ($\overline{v^2}$):

$\overline{E_k} = \frac{m_0\overline{v^2}}{2}$

Приравнивая два выражения для средней кинетической энергии, мы получаем прямую связь между абсолютной температурой и скоростью движения частиц:

$\frac{m_0\overline{v^2}}{2} = \frac{3}{2}kT$

Из этой формулы видно, что средний квадрат скорости частиц прямо пропорционален абсолютной температуре: $\overline{v^2} \sim T$.

Таким образом, можно сделать вывод: с увеличением температуры тела увеличивается средняя кинетическая энергия его частиц, и, как следствие, растет их средняя скорость хаотического движения. При понижении температуры средняя скорость движения частиц уменьшается. При гипотетической температуре абсолютного нуля ($T = 0$ К) тепловое движение частиц прекратилось бы.

Ответ: Температура тела прямо пропорциональна средней кинетической энергии хаотического движения его частиц. Чем выше температура тела, тем выше средняя скорость движения составляющих его частиц, и наоборот, чем ниже температура, тем медленнее движутся частицы.