Вариант 4, страница 54 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2018 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: оранжевый изображены шестерни механизма
ISBN: 978-5-09-098314-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Самостоятельная работа № 3. Газовые законы. Основы МКТ. Молекулярная физика. Тепловые явления - страница 54.
Вариант 4 (с. 54)
Условие. Вариант 4 (с. 54)
скриншот условия

Вариант 4
1. При изохорном процессе давление идеального газа увеличилось на 100 кПа. На сколько при этом увеличилась температура, если начальное давление составляло 50 кПа, а начальная температура — $27^\circ\text{C}$?
2. Баллон ёмкостью 20 л заполнен воздухом под давлением 0,4 МПа. Баллон соединяют тонкой трубкой с другим баллоном, из которого воздух откачан. Определите объём второго баллона, если конечное давление составило $10^5$ Па. Процесс протекает при постоянной температуре.
Решение. Вариант 4 (с. 54)
1. Дано:
Процесс изохорный ($V = \text{const}$)
$P_1 = 50$ кПа
$\Delta P = 100$ кПа
$t_1 = 27$ °C
$P_1 = 50 \cdot 10^3$ Па
$\Delta P = 100 \cdot 10^3$ Па
$T_1 = 27 + 273 = 300$ К
Найти:
$\Delta T$
Решение:
Так как процесс изохорный (объём идеального газа не меняется), то можно применить закон Шарля, который гласит, что для данной массы газа отношение давления к абсолютной температуре постоянно.
$$ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} $$
Сначала найдём конечное давление $P_2$. По условию, давление увеличилось на $\Delta P$.
$$ P_2 = P_1 + \Delta P $$
$$ P_2 = 50 \cdot 10^3 \text{ Па} + 100 \cdot 10^3 \text{ Па} = 150 \cdot 10^3 \text{ Па} $$
Теперь из закона Шарля выразим конечную температуру $T_2$:
$$ T_2 = T_1 \cdot \frac{P_2}{P_1} $$
Подставим известные значения:
$$ T_2 = 300 \text{ К} \cdot \frac{150 \cdot 10^3 \text{ Па}}{50 \cdot 10^3 \text{ Па}} = 300 \text{ К} \cdot 3 = 900 \text{ К} $$
Искомое увеличение температуры $\Delta T$ равно разности конечной и начальной температур:
$$ \Delta T = T_2 - T_1 = 900 \text{ К} - 300 \text{ К} = 600 \text{ К} $$
Изменение температуры в шкале Кельвина равно изменению температуры в шкале Цельсия, поэтому температура также увеличилась на 600 °C.
Ответ: температура увеличилась на 600 К (или 600 °C).
2. Дано:
Процесс изотермический ($T = \text{const}$)
$V_1 = 20$ л
$P_1 = 0,4$ МПа
$P_к = 10^5$ Па
$V_1 = 20 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,02 \text{ м}^3$
$P_1 = 0,4 \cdot 10^6 \text{ Па} = 4 \cdot 10^5$ Па
$P_к = 10^5$ Па
Найти:
$V_2$
Решение:
Процесс протекает при постоянной температуре, следовательно, для газа выполняется закон Бойля-Мариотта, согласно которому произведение давления газа на его объём остаётся постоянным.
$$ P_1 V_1 = P_к V_к $$
Здесь $P_1$ и $V_1$ — начальные давление и объём газа в первом баллоне. $P_к$ и $V_к$ — конечные давление и объём газа после соединения баллонов.
После соединения баллонов газ занимает общий объём, равный сумме объёмов первого и второго баллонов:
$$ V_к = V_1 + V_2 $$
Подставим это выражение в закон Бойля-Мариотта:
$$ P_1 V_1 = P_к (V_1 + V_2) $$
Выразим из этого уравнения искомый объём второго баллона $V_2$:
$$ \frac{P_1 V_1}{P_к} = V_1 + V_2 $$
$$ V_2 = \frac{P_1 V_1}{P_к} - V_1 = V_1 \left( \frac{P_1}{P_к} - 1 \right) $$
Подставим числовые значения в систему СИ:
$$ V_2 = 0,02 \text{ м}^3 \left( \frac{4 \cdot 10^5 \text{ Па}}{10^5 \text{ Па}} - 1 \right) = 0,02 \text{ м}^3 (4 - 1) = 0,02 \text{ м}^3 \cdot 3 = 0,06 \text{ м}^3 $$
Переведём объём в литры для наглядности ($1 \text{ м}^3 = 1000$ л):
$$ V_2 = 0,06 \cdot 1000 \text{ л} = 60 \text{ л} $$
Ответ: объём второго баллона равен 60 л (или 0,06 м³).
Другие задания:
Вариант 2
стр. 53Вариант 3
стр. 53Вариант 4
стр. 53Вариант 5*
стр. 53Вариант 1
стр. 54Вариант 2
стр. 54Вариант 3
стр. 54Вариант 4
стр. 54Вариант 5*
стр. 55Вариант 1
стр. 55Вариант 2
стр. 55Вариант 3
стр. 55Вариант 4
стр. 55Вариант 5*
стр. 56Вариант 1
стр. 57к содержанию
список заданийПомогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 4 расположенного на странице 54 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 4 (с. 54), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.