Номер 8, страница 456 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

6. Изучение изотермического процесса в газе. Лабораторные работы - номер 8, страница 456.

Условие.

8. Поднимите ещё выше подвижную трубку 2 и зафиксируйте её (см. рис. 356, в).

Решение.

8. Данное указание является шагом в выполнении лабораторной работы, предназначенной для исследования связи между давлением и объёмом газа при постоянной температуре (закон Бойля-Мариотта). Экспериментальная установка, скорее всего, представляет собой два сообщающихся сосуда, содержащих жидкость (например, ртуть). Одна из трубок запаяна сверху и содержит столб воздуха, объем которого измеряется. Вторая трубка (подвижная трубка 2) открыта и может перемещаться в вертикальном направлении.

Когда подвижную трубку 2 поднимают, уровень жидкости в ней становится выше, чем в запаянной трубке. Разница уровней $h$ создаёт дополнительное гидростатическое давление на запертый газ. Полное давление $P$ на газ равно сумме атмосферного давления $P_{атм}$ и гидростатического давления столба жидкости:

$P = P_{атм} + \rho g h$

где $\rho$ — плотность жидкости, а $g$ — ускорение свободного падения.

Поднимая трубку 2 «ещё выше», мы увеличиваем разность уровней $h$. Это, в свою очередь, приводит к увеличению общего давления $P$ на исследуемый газ.

Согласно закону Бойля-Мариотта, для постоянной массы газа при неизменной температуре произведение давления на объём является постоянной величиной:

$P \cdot V = \text{const}$

Из этого соотношения следует, что давление и объём обратно пропорциональны. Таким образом, увеличение давления $P$ на газ вызовет уменьшение его объёма $V$. Визуально это проявится в том, что уровень жидкости в запаянной трубке поднимется, сжимая находящийся в ней воздух.

Ответ: При поднятии подвижной трубки 2 ещё выше давление на запертый в другой трубке газ увеличится, что в соответствии с законом Бойля-Мариотта вызовет уменьшение объёма этого газа.