Номер 2, страница 57 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-26. Давление газа. Вариант № 2 - номер 2, страница 57.

Решение.

Решение

Когда плохо накачанный мяч кладут на солнце, он и находящийся в нем газ (воздух) нагреваются. Солнечная энергия передается газу, увеличивая его внутреннюю энергию и, следовательно, температуру.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории, повышение температуры газа означает, что его молекулы начинают двигаться с большей средней скоростью. В результате этого они сталкиваются с внутренними стенками мяча чаще и с большей силой. Давление газа является результатом этих столкновений, поэтому увеличение их частоты и силы приводит к увеличению давления.

Это явление можно также описать с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Менделеева-Клапейрона):

$PV = \nu RT$

где $\text{P}$ – давление газа, $\text{V}$ – его объем, $\nu$ – количество вещества газа (в завязанном мяче оно постоянно), $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ – абсолютная температура.

При нагревании мяча на солнце его температура $\text{T}$ возрастает. Это приводит к увеличению произведения $PV$. Поскольку мяч эластичный и плохо накачан, под действием возросшего давления он будет расширяться, то есть его объем $\text{V}$ также увеличится. Однако для того, чтобы растянуть оболочку мяча, внутреннее давление должно быть больше, чем было изначально. Давление внутри мяча должно уравновешивать внешнее атмосферное давление и силу упругости материала мяча, которая возрастает при растяжении. Следовательно, итоговое давление газа в нагретом и расширившемся мяче будет выше первоначального.

Таким образом, оба процесса — нагрев и последующее расширение — приводят к тому, что конечное давление газа в мяче увеличивается.

Ответ: Давление газа в мяче увеличится.