Номер 3, 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 3, страница 61.

Условие.

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

1) не изменяется

2) уменьшается в 3 раза

3) увеличивается в 6 раз

4) увеличивается в 3 раза

Отметьте знаком «X» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Решение.

Дано:

Процесс: изохорный ($V = \text{const}$)

Газ: идеальный, данной массы ($m = \text{const}$, следовательно $\nu = \text{const}$)

Изменение температуры: $T_2 = 3T_1$

Найти:

Как изменится давление газа? ($\frac{P_2}{P_1} = ?$)

Решение:

Для идеального газа данной массы справедлив объединенный газовый закон (уравнение Клапейрона):

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

Где $\text{P}$ — давление газа, $\text{V}$ — объем газа, $\text{T}$ — абсолютная температура газа.

Поскольку процесс изохорный, объем газа не изменяется ($V = \text{const}$). Тогда объединенный газовый закон для изохорного процесса принимает вид закона Шарля:

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

Это означает, что для двух состояний газа (начального с параметрами $P_1$, $T_1$ и конечного с параметрами $P_2$, $T_2$) выполняется соотношение:

$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$

Из этого соотношения выразим конечное давление $P_2$:

$P_2 = P_1 \cdot \frac{T_2}{T_1}$

По условию задачи, абсолютная температура увеличилась в 3 раза, то есть $T_2 = 3T_1$. Подставим это в полученную формулу:

$P_2 = P_1 \cdot \frac{3T_1}{T_1}$

Сократив $T_1$, получаем:

$P_2 = 3P_1$

Таким образом, при увеличении абсолютной температуры в 3 раза при изохорном процессе давление идеального газа также увеличивается в 3 раза.

Сравнивая с предложенными вариантами, правильным является вариант 4.

Ответ: 4) увеличивается в 3 раза.