Номер 36.2, страница 57 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Давление газов и жидкостей - номер 36.2, страница 57.

Условие.

Задание 36.2. В сосуде под поршнем заключён газ (рис. а), объём которого меняется при постоянной температуре. На рисунке б представлен график зависимости расстояния $\text{h}$, на котором относительно дна находится поршень, от времени $\text{t}$.

Заполните пропуски в тексте, используя данные рисунка и слова: увеличивается; не меняется; уменьшается.

Расстояние от поршня до дна сосуда в начальный момент времени равно ___________. С течением времени это расстояние ___________. Это означает, что с течением времени поршень вдвигают в сосуд, поэтому объём заключённого под поршнем газа ___________. При этом число молекул воздуха под поршнем ___________, а число ударов этих молекул о поршень с течением времени ___________. Следовательно, давление на поршень с течением времени __________.

Решение.

Решение

Для того чтобы правильно заполнить пропуски, необходимо проанализировать предоставленные рисунки и условие задачи.

1. Расстояние от поршня до дна сосуда в начальный момент времени равно...
На графике зависимости расстояния $\text{h}$ от времени $\text{t}$ (рис. б) начальному моменту времени $t=0$ соответствует точка на вертикальной оси. Значение в этой точке обозначено как $h_0$.

2. С течением времени это расстояние...
График представляет собой наклонную прямую, идущую вниз. Это означает, что с увеличением времени $\text{t}$ расстояние $\text{h}$ уменьшается.

3. ...поэтому объём заключённого под поршнем газа...
Объём газа в цилиндре определяется по формуле $V = S \cdot h$, где $\text{S}$ — площадь сечения поршня. Поскольку площадь поршня $\text{S}$ постоянна, а высота столба газа $\text{h}$ уменьшается, то и объём газа $\text{V}$ также уменьшается.

4. При этом число молекул воздуха под поршнем...
Газ находится в замкнутом пространстве под поршнем. В условии задачи не упоминается об утечке или добавлении газа, следовательно, количество газа, а значит и число его молекул, остаётся постоянным (не меняется).

5. ...а число ударов этих молекул о поршень с течением времени...
В условии сказано, что температура постоянна. Это значит, что средняя скорость движения молекул не изменяется. Однако объём газа уменьшается, а количество молекул остаётся прежним. Следовательно, концентрация молекул (число молекул в единице объёма) увеличивается. В более тесном пространстве молекулы будут чаще сталкиваться со стенками сосуда и с поршнем. Таким образом, число ударов о поршень в единицу времени увеличивается.

6. Следовательно, давление на поршень с течением времени...
Давление газа прямо пропорционально частоте ударов молекул о стенки. Так как число ударов молекул о поршень увеличивается, то и давление газа на поршень также увеличивается. Это утверждение согласуется с законом Бойля–Мариотта для изотермического процесса ($T = \text{const}$), который гласит, что произведение давления газа на его объём есть величина постоянная ($p V = \text{const}$). Поскольку объём $\text{V}$ уменьшается, давление $\text{p}$ должно увеличиваться.

Ответ:

Расстояние от поршня до дна сосуда в начальный момент времени равно $h_0$. С течением времени это расстояние уменьшается. Это означает, что с течением времени поршень вдвигают в сосуд, поэтому объём заключённого под поршнем газа уменьшается. При этом число молекул воздуха под поршнем не меняется, а число ударов этих молекул о поршень с течением времени увеличивается. Следовательно, давление на поршень с течением времени увеличивается.