Номер 2, страница 146 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 40. Применение сжатого воздуха. Вспомните - номер 2, страница 146.

Условие.

Решение.

Как изменяется давление газа при сжатии?

Решение

При сжатии газа его давление увеличивается. Это явление можно объяснить как с точки зрения молекулярно-кинетической теории, так и с помощью газовых законов.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории: Давление газа на стенки сосуда создается ударами его молекул. Сжатие газа означает уменьшение его объема. При уменьшении объема, при том же количестве молекул, их концентрация (число молекул в единице объема) возрастает. В результате молекулы чаще сталкиваются со стенками сосуда, что приводит к увеличению силы, действующей на единицу площади, то есть к увеличению давления.

С точки зрения газовых законов: Для идеального газа связь между давлением ($\text{p}$), объемом ($\text{V}$) и абсолютной температурой ($\text{T}$) описывается уравнением состояния (уравнением Менделеева-Клапейрона): $pV = \nu RT$, где $\nu$ – количество вещества, а $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная. Выразим из него давление:

$p = \frac{\nu RT}{V}$

При сжатии объем $\text{V}$ (знаменатель дроби) уменьшается. Это неизбежно ведет к увеличению давления $\text{p}$. Конкретная зависимость зависит от условий сжатия:

1. Изотермическое сжатие. Если процесс происходит при постоянной температуре ($T = \text{const}$), то выполняется закон Бойля-Мариотта: $pV = \text{const}$. Из него следует, что давление обратно пропорционально объему. Уменьшение объема вызовет пропорциональный рост давления.

2. Адиабатическое сжатие. Если сжатие происходит быстро, без теплообмена с окружающей средой, то совершаемая над газом работа идет на увеличение его внутренней энергии, что проявляется в росте температуры ($\text{T}$). В этом случае давление растет еще сильнее, так как в выражении $p = \frac{\nu RT}{V}$ одновременно уменьшается знаменатель ($\text{V}$) и увеличивается числитель ($\text{T}$).

Таким образом, в любом случае сжатие газа приводит к увеличению его давления.

Ответ: При сжатии газа его давление увеличивается.