Номер 6, страница 69, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Строение вещества. Параграф 17. Агрегатные состояния вещества. Вопросы и задания - номер 6, страница 69.

Условие.

6. В компрессоре воздух подвергается сильному сжатию. Что происходит при этом с молекулами воздуха?

Решение.

Решение

При сильном сжатии воздуха в компрессоре его объем уменьшается, что приводит к нескольким ключевым изменениям на молекулярном уровне.

1. Молекулы воздуха сближаются. Поскольку то же количество молекул теперь должно поместиться в меньшем пространстве, среднее расстояние между ними сокращается. В результате плотность и концентрация воздуха (число молекул в единице объема) возрастают.

2. Увеличивается скорость движения молекул. Процесс сжатия требует совершения работы над газом со стороны внешних сил (например, поршня компрессора). Согласно первому закону термодинамики ($ΔU = Q + A_{внеш}$), где $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $\text{Q}$ – количество теплоты, переданное газу, а $A_{внеш}$ – работа внешних сил над газом. Так как над газом совершается положительная работа ($A_{внеш} > 0$), его внутренняя энергия увеличивается (даже если часть тепла отводится, при сильном сжатии рост внутренней энергии значителен). Внутренняя энергия воздуха, который можно считать близким к идеальному газу, – это кинетическая энергия хаотического движения его молекул. Следовательно, средняя кинетическая энергия молекул возрастает, а значит, они начинают двигаться с большей скоростью. Макроскопически это проявляется в нагреве воздуха.

3. Учащаются столкновения. Из-за того, что молекулы стали находиться ближе друг к другу и двигаться быстрее, они сталкиваются между собой и со стенками сосуда значительно чаще. Рост частоты и силы ударов молекул о стенки является причиной увеличения давления газа.

Ответ: При сжатии воздуха в компрессоре молекулы сближаются (уменьшается среднее расстояние между ними), их средняя скорость движения увеличивается, и они начинают чаще сталкиваться друг с другом и со стенками сосуда.