Номер 7, страница 127, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава V. Молекулярная физика. Параграф 26. Изопроцессы - номер 5, страница 13.

Условие.

°5. Как изменяется объём данной массы газа в изобарном процессе при увеличении абсолютной температуры в 3 раза?

Решение 2.

Дано:

$p = const$ (изобарный процесс)

$m = const$ (масса газа постоянна)

$T_2 = 3T_1$

Найти:

$\frac{V_2}{V_1} - ?$

Решение:

Для изобарного процесса, то есть процесса, протекающего при постоянном давлении ($p = const$), и для данной массы газа ($m = const$) применяется закон Гей-Люссака. Этот закон гласит, что отношение объёма газа к его абсолютной температуре является постоянной величиной.

Математически это выражается формулой:

$\frac{V}{T} = const$

Запишем это соотношение для начального состояния газа (с объёмом $V_1$ и температурой $T_1$) и конечного состояния (с объёмом $V_2$ и температурой $T_2$):

$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$

Из этой пропорции можно выразить отношение конечного объёма к начальному:

$\frac{V_2}{V_1} = \frac{T_2}{T_1}$

По условию задачи, абсолютная температура увеличилась в 3 раза, следовательно, $T_2 = 3T_1$. Подставим это значение в полученное уравнение:

$\frac{V_2}{V_1} = \frac{3T_1}{T_1}$

Сократив $T_1$ в числителе и знаменателе, получаем:

$\frac{V_2}{V_1} = 3$

Это означает, что объём газа прямо пропорционален его абсолютной температуре, и при увеличении температуры в 3 раза объём также увеличится в 3 раза.

Ответ: объём газа увеличится в 3 раза.

<--between_edition_2-->