Номер 2, страница 21 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Каков механизм возникновения давления газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории?

Решение

С точки зрения молекулярно-кинетической теории (МКТ), давление газа на стенки сосуда объясняется следующими основными положениями:

1. Все газы состоят из огромного числа мельчайших частиц (молекул или атомов), которые находятся в непрерывном, хаотическом (беспорядочном) движении.

2. В процессе своего движения молекулы газа постоянно сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда, в котором они заключены. Для идеального газа эти столкновения со стенками считаются абсолютно упругими.

3. Каждая молекула при столкновении со стенкой действует на неё с определенной силой в течение очень короткого промежутка времени. Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой молекула действует на стенку, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой стенка действует на молекулу, изменяя её импульс.

4. Так как число молекул в газе очень велико, а их движение хаотично, то число ударов о стенки сосуда в единицу времени также огромно. Хотя сила от удара одной молекулы ничтожна, суммарное действие всех этих многочисленных ударов создает постоянно действующую силу, распределенную по всей поверхности стенки.

5. Давление газа — это физическая величина, равная отношению суммарной силы, с которой молекулы действуют на данную поверхность, к площади этой поверхности. Из-за огромного числа и случайности ударов это давление оказывается практически постоянным во времени и одинаковым во всех точках (в отсутствие внешних полей, например, силы тяжести).

Таким образом, механизм возникновения давления — это непрерывная "бомбардировка" стенок сосуда движущимися молекулами газа.

Давление газа $p$ зависит от концентрации молекул $n$ (число частиц в единице объема) и от средней кинетической энергии их поступательного движения, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна абсолютной температуре $T$. Эта зависимость выражается основным уравнением МКТ для идеального газа:

$p = \frac{1}{3}n m_0 \overline{v^2}$

где $m_0$ — масса одной молекулы, а $\overline{v^2}$ — средний квадрат скорости молекул.

Ответ: Давление газа является результатом многочисленных упругих ударов его молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении, о стенки сосуда. Суммарная сила этих ударов, приходящаяся на единицу площади поверхности, и представляет собой давление газа.