Номер 9, страница 15, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 17. Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля - номер 9, страница 15.

Условие.

9. Придумайте, как убедиться, что при охлаждении давление газа уменьшается.

Решение.

Решение

Для того чтобы убедиться в том, что при охлаждении давление газа уменьшается, можно провести следующий простой и наглядный эксперимент. Понадобятся пустая бутылка (стеклянная или из жесткого пластика) и воздушный шарик.

1. Наденьте ненадутый воздушный шарик на горлышко бутылки. Шарик должен плотно прилегать, чтобы герметично закрыть воздух внутри бутылки.

2. Поместите бутылку в холодильник или в емкость с холодной водой и льдом. Это необходимо для охлаждения воздуха (газа) внутри бутылки.

3. Подождите несколько минут и наблюдайте за шариком. Вы увидите, как он начнет втягиваться внутрь бутылки.

Объяснение явления: Изначально давление воздуха внутри бутылки уравновешено внешним атмосферным давлением. Когда воздух в бутылке охлаждается, его молекулы теряют кинетическую энергию и начинают двигаться медленнее. В соответствии с молекулярно-кинетической теорией, давление газа обусловлено столкновениями его молекул со стенками сосуда. Уменьшение скорости молекул приводит к уменьшению силы и частоты этих столкновений, что и вызывает падение давления внутри бутылки. Внешнее атмосферное давление становится больше внутреннего, и эта разница сил вдавливает шарик внутрь.

Данная зависимость при постоянном объеме (изохорный процесс) описывается законом Шарля: давление данной массы газа прямо пропорционально абсолютной температуре. Математически это выражается так: $ \frac{p}{T} = \text{const} $. Из формулы следует, что при уменьшении абсолютной температуры $\text{T}$ давление $\text{p}$ также уменьшается.

Ответ: Необходимо надеть воздушный шарик на горлышко бутылки и охладить её (например, в холодильнике). Шарик, втянувшийся внутрь бутылки, наглядно продемонстрирует, что давление газа внутри уменьшилось.