Номер 2, страница 61, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 4. Газовые законы. Параграф 23. Изохорный процесс. Закон Шарля - номер 2, страница 61.

Условие.

2. При изохорном процессе при уменьшении абсолютной температуры идеального газа данной массы в 3 раза его давление

1) уменьшается в 3 раза

2) увеличивается в 3 раза

3) не изменяется

4) увеличивается в 6 раз

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Решение.

Дано:

Процесс изохорный: $V = const$

Масса идеального газа постоянна: $m = const$

Отношение начальной и конечной абсолютных температур: $\frac{T_1}{T_2} = 3$

Найти:

Как изменится давление газа?

Решение:

Состояние идеального газа данной массы описывается уравнением Клапейрона (объединенным газовым законом):

$\frac{p \cdot V}{T} = const$

Где $\text{p}$ – давление, $\text{V}$ – объем, $\text{T}$ – абсолютная температура.

Для двух состояний газа можно записать:

$\frac{p_1 \cdot V_1}{T_1} = \frac{p_2 \cdot V_2}{T_2}$

Поскольку процесс изохорный, объем газа не изменяется, то есть $V_1 = V_2 = V$. Уравнение упрощается до закона Шарля:

$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$

Из этого соотношения видно, что при постоянном объеме давление идеального газа прямо пропорционально его абсолютной температуре.

Выразим конечное давление $p_2$:

$p_2 = p_1 \cdot \frac{T_2}{T_1}$

По условию задачи, абсолютная температура уменьшилась в 3 раза, то есть $T_2 = \frac{T_1}{3}$. Подставим это в формулу:

$p_2 = p_1 \cdot \frac{T_1/3}{T_1} = p_1 \cdot \frac{1}{3} = \frac{p_1}{3}$

Таким образом, конечное давление $p_2$ в 3 раза меньше начального давления $p_1$. Это означает, что давление уменьшается в 3 раза.

Этот результат соответствует варианту ответа 1).

Ответ: давление уменьшается в 3 раза.