Номер 2, страница 16, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 46. Природа давления газов и жидкостей. Вопросы и задания - номер 2, страница 16.

Условие.

2. Как изменяется давление газа при его нагревании и сжатии?

Решение.

Давление газа напрямую связано с его температурой и объемом. Для идеального газа эта связь описывается уравнением состояния (уравнением Менделеева-Клапейрона): $pV = \nu RT$, где $\text{p}$ – давление, $\text{V}$ – объем, $\text{T}$ – абсолютная температура, а $\nu$ и $\text{R}$ – количество вещества и универсальная газовая постоянная соответственно. Выразим давление из этой формулы: $p = \frac{\nu RT}{V}$.

Рассмотрим оба процесса, упомянутых в вопросе, при условии, что количество газа остается постоянным.

Нагревание: Этот процесс означает увеличение температуры газа ($\text{T}$). Из формулы видно, что давление ($\text{p}$) прямо пропорционально температуре. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, при повышении температуры молекулы газа начинают двигаться с большей скоростью. В результате они чаще и с большей силой ударяются о стенки сосуда, что и приводит к увеличению давления.

Сжатие: Этот процесс означает уменьшение объема, занимаемого газом ($\text{V}$). Согласно формуле, давление ($\text{p}$) обратно пропорционально объему. При уменьшении объема концентрация молекул в единице объема возрастает. Это приводит к увеличению числа столкновений молекул со стенками сосуда в единицу времени, и, как следствие, давление газа растет.

Таким образом, и нагревание, и сжатие по отдельности ведут к увеличению давления газа. Когда эти два процесса происходят одновременно, их эффекты складываются. Нагревание увеличивает числитель в дроби $\frac{\nu RT}{V}$, а сжатие уменьшает ее знаменатель. Оба этих изменения приводят к увеличению значения дроби, то есть к увеличению давления. Следовательно, при одновременном нагревании и сжатии давление газа однозначно увеличивается.

Ответ: При нагревании и сжатии давление газа увеличивается.