Номер 8, страница 68 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов (часть 1). Контрольный тест по темам «Давление», «Давление в жидкости и газе», «Сообщающиеся сосуды». Вариант № 1 - номер 8, страница 68.

Решение.

Дано:

Объем баллонов: $V_1 = V_2 = V_3 = V$
Количество вещества газа: $\nu_1 = \nu_2 = \nu_3 = \nu$
Соотношение температур: $T_1 > T_2 > T_3$ (где $T_1$ – температура в тёплом помещении, $T_2$ – в холодном помещении, $T_3$ – на снегу).

Найти:

В каком баллоне давление $\text{p}$ наименьшее?

Решение:

Состояние газа в баллонах можно описать с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Менделеева-Клапейрона):

$pV = \nu RT$

где $\text{p}$ – давление газа, $\text{V}$ – объём, $\nu$ – количество вещества газа, $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ – абсолютная температура.

Выразим давление из этого уравнения:

$p = \frac{\nu R}{V} T$

По условию задачи, баллоны одинаковые, то есть их объёмы равны ($V = const$). Также они содержат одинаковое количество природного газа ($\nu = const$). Универсальная газовая постоянная $\text{R}$ также является константой. Таким образом, множитель $\frac{\nu R}{V}$ является постоянной величиной.

Из этого следует, что давление газа в баллоне прямо пропорционально его абсолютной температуре:

$p \propto T$

Эта зависимость известна как закон Шарля для изохорного процесса (процесса при постоянном объёме). Чем ниже температура газа, тем ниже его давление, и наоборот.

Сравним температуры, в которых находятся баллоны:

Баллон № 1 находится в тёплом помещении (наибольшая температура $T_1$).
Баллон № 2 находится в холодном помещении (температура $T_2$, которая ниже, чем в тёплом).
Баллон № 3 находится на снегу на улице (наименьшая температура $T_3$, так как температура снега близка к 0°C или ниже).

Следовательно, соотношение температур следующее: $T_1 > T_2 > T_3$.

Поскольку давление прямо пропорционально температуре, то и давления в баллонах будут находиться в таком же соотношении: $p_1 > p_2 > p_3$.

Таким образом, наименьшее давление будет в баллоне с самой низкой температурой, то есть в баллоне № 3.

Ответ: 3) № 3