Cho đồ thị biến đổi trạng thái của một lượng khí lí tưởng từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 như hình bên. Động năng trung bình của phân tử khí ở trạng thái 2 gấp mấy lần động năng trung bình c

Từ đồ thị ta xác định được các thông số ở trạng thái 1 là áp suất \({p_1}\) và thể tích \({V_1}\).

Ở trạng thái 2 , áp suất là \({p_2} = \frac{{3{p_1}}}{2} = 1,5{p_1}\) và thể tích là \({V_2} = 2{V_1}\).

Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng \(\frac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{{p_2}{V_2}}}{{{p_1}{V_1}}}\)

Thay các giá trị vào ta được \(\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{1,5{p_1}.2{V_1}}}{{{p_1}{V_1}}} = 3\).

Mặt khác, động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí lí tưởng tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối theo công thức \({W_d} = \frac{3}{2}kT\).

Do đó, tỉ số động năng trung bình ở hai trạng thái bằng đúng tỉ số nhiệt độ tuyệt đối, tức là \(\frac{{{W_{d2}}}}{{{W_{d1}}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = 3\)

Vậy động năng trung bình của phân tử khí ở trạng thái 2 gấp 3 lần ở trạng thái 1.

Đáp án: 3