Номер 53, страница 14 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Первоначальные сведения о строении вещества. 4. Строение вещества. Молекулы. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Температура. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 53, страница 14.

Решение.

Решение

Если перенести надутый воздушный шарик из теплого помещения на холод, его объем уменьшится. Это явление связано с физическими свойствами газов, в данном случае воздуха внутри шарика.

Объяснение этому явлению можно дать с двух точек зрения:

1. С точки зрения газовых законов. Поведение газа в шарике можно описать с помощью объединенного газового закона, но для простоты воспользуемся законом Гей-Люссака, который устанавливает прямую зависимость между объемом и температурой газа при постоянном давлении. Давление внутри шарика практически постоянно и равно атмосферному давлению плюс небольшое давление, создаваемое упругой оболочкой шарика. Закон Гей-Люссака выражается формулой:

$ \frac{V}{T} = \text{const} $

где $\text{V}$ — это объем газа, а $\text{T}$ — его абсолютная температура (измеренная в Кельвинах). Из этой формулы следует, что при понижении температуры ($\text{T}$) газа его объем ($\text{V}$) также должен уменьшаться, чтобы их отношение оставалось постоянным.

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории. Температура является мерой средней кинетической энергии молекул газа. В теплом помещении молекулы воздуха внутри шарика движутся быстро, часто и с большой силой ударяясь о его внутренние стенки, создавая давление, которое и поддерживает объем шарика. Когда шарик попадает на холод, воздух внутри него охлаждается. Это означает, что молекулы воздуха начинают двигаться медленнее, их кинетическая энергия уменьшается. В результате они реже и с меньшей силой сталкиваются со стенками шарика, и давление внутри него падает. Внешнее атмосферное давление, которое осталось прежним, начинает преобладать и сжимает шарик, уменьшая его объем до тех пор, пока внутреннее давление снова не уравновесит внешнее.

Ответ: При переносе надутого воздушного шарика из тепла в холод его объем уменьшится. Это происходит потому, что газ (воздух) внутри шарика охлаждается, его молекулы начинают двигаться медленнее, давление газа падает, и внешнее атмосферное давление сжимает шарик.