Номер 4, страница 215 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 63. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул. Глава 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа - номер 4, страница 215.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Процесс изохорный: $V = \text{const}$

Количество вещества постоянно: $\nu = \text{const}$

Начальная абсолютная температура: $T_1$

Конечная абсолютная температура: $T_2 = \frac{T_1}{3}$

Начальное давление: $p_1$

Найти:

Отношение начального давления к конечному $\frac{p_1}{p_2}$.

Решение:

Для описания состояния идеального газа используется объединенный газовый закон, который для постоянного количества вещества ($\nu = \text{const}$) имеет вид: $ \frac{pV}{T} = \text{const} $

Поскольку газ находится в закрытом сосуде, его объём $V$ остаётся неизменным. Такой процесс называется изохорным ($V = \text{const}$).

При постоянном объёме объединенный газовый закон упрощается до закона Шарля: $ \frac{p}{T} = \text{const} $

Это означает, что давление идеального газа прямо пропорционально его абсолютной температуре. Для начального и конечного состояний газа можно записать равенство: $ \frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2} $

Из условия задачи нам известно, что абсолютная температура уменьшилась в 3 раза, то есть $T_2 = \frac{T_1}{3}$.

Выразим конечное давление $p_2$ из закона Шарля: $ p_2 = p_1 \cdot \frac{T_2}{T_1} $

Подставим соотношение температур в это уравнение: $ p_2 = p_1 \cdot \frac{T_1 / 3}{T_1} = p_1 \cdot \frac{1}{3} = \frac{p_1}{3} $

Таким образом, конечное давление газа $p_2$ в 3 раза меньше начального давления $p_1$. Это означает, что давление газа на стенки сосуда уменьшилось в 3 раза.

Ответ: 2) уменьшилось в 3 раза.