Номер 6, страница 122 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 36. Давление газа. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 6, страница 122.

Условие.

6. Почему сжатые газы хранят в прочных стальных баллонах?

Решение.

Решение 2.

5. Решение

Давление газа на стенки сосуда создается многочисленными ударами его молекул. Согласно молекулярно-кинетической теории, температура вещества является мерой средней кинетической энергии хаотического движения его частиц. При нагревании сосуда газу передается теплота, его температура, а следовательно, и средняя кинетическая энергия его молекул возрастают.

Увеличение кинетической энергии означает, что молекулы начинают двигаться с большей скоростью. Вследствие этого молекулы чаще ударяются о стенки сосуда, и каждый такой удар становится более сильным, так как молекулы обладают большим импульсом. Оба этих фактора приводят к увеличению суммарной силы, действующей на стенки сосуда изнутри, что и означает увеличение давления.

Для газа в замкнутом объеме (этот процесс называется изохорным) зависимость давления от температуры описывается законом Шарля. Он гласит, что давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре. Математически это выражается как $p/T = \text{const}$, где $p$ – давление, а $T$ – абсолютная температура (измеряемая в кельвинах). Таким образом, с ростом температуры давление неизбежно возрастает.

Ответ: При нагревании сосуда давление воздуха на его стенки увеличится.

6. Решение

Сжатые газы хранятся под очень высоким давлением, которое многократно превышает атмосферное. Это делается для того, чтобы вместить большое количество вещества (газа) в сравнительно небольшой объем баллона.

Такое высокое давление создает огромную силу, которая равномерно действует изнутри на всю поверхность стенок баллона. Чтобы выдерживать эту силу и не разрушиться, стенки контейнера должны обладать очень высокой механической прочностью. Сталь является конструкционным материалом, который обладает необходимой прочностью и упругостью, что позволяет изготавливать из нее надежные сосуды высокого давления.

Использование прочных стальных баллонов обусловлено критическими требованиями безопасности. Во-первых, если баллон не будет достаточно прочным, он может взорваться из-за высокого внутреннего давления, а внезапный выброс сжатого газа представляет смертельную опасность. Во-вторых, необходимо учитывать возможное изменение внешних условий. Как было показано в предыдущем вопросе, при нагревании (например, под прямыми солнечными лучами или вблизи источника тепла) давление газа в баллоне будет расти, еще больше увеличивая нагрузку на стенки. Поэтому баллоны проектируются со значительным запасом прочности, чтобы безопасно выдерживать и такие повышения давления.

Ответ: Сжатые газы создают очень высокое внутреннее давление на стенки сосуда. Чтобы выдерживать это давление и обеспечить безопасность при хранении и транспортировке, их помещают в баллоны, изготовленные из очень прочного материала, такого как сталь.