Номер 399, страница 49 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 17. Давление газа. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля - номер 399, страница 49.

Решение.

Согласно теории молекулярного строения, все вещества состоят из молекул, которые находятся в непрерывном и хаотичном движении. Давление газа на стенки сосуда, в котором он находится, создается многочисленными ударами этих молекул о стенки.

Процесс откачки газа из замкнутого сосуда представляет собой удаление части молекул из этого сосуда. Когда мы откачиваем газ, общее количество молекул ($\text{N}$) внутри сосуда уменьшается. Поскольку объем сосуда ($\text{V}$) остается постоянным, концентрация молекул, то есть их число в единице объема ($n = N/V$), снижается.

Уменьшение концентрации молекул напрямую влияет на частоту их столкновений со стенками сосуда. Чем меньше молекул в данном объеме, тем реже они будут ударяться о стенки. Если предположить, что температура газа не меняется, то средняя скорость движения молекул и, следовательно, сила каждого отдельного удара остаются прежними. Однако из-за того, что удары происходят реже, суммарная сила, действующая на стенки сосуда за единицу времени, уменьшается. Это и воспринимается как уменьшение давления.

С точки зрения основного уравнения молекулярно-кинетической теории, давление $\text{p}$ связано с концентрацией молекул $\text{n}$ и температурой $\text{T}$ соотношением $p = nkT$, где $\text{k}$ – постоянная Больцмана. При откачке газа уменьшается концентрация $\text{n}$. Если температура $\text{T}$ поддерживается постоянной, то давление $\text{p}$ уменьшается прямо пропорционально концентрации молекул.

Ответ: Уменьшение давления при откачке газа объясняется уменьшением числа молекул в сосуде. Согласно молекулярно-кинетической теории, давление создается ударами молекул о стенки сосуда. Когда часть газа откачивают, количество молекул в данном объеме уменьшается. Это приводит к тому, что стенки сосуда испытывают меньшее число ударов в единицу времени, в результате чего давление газа падает.