Номер 4, страница 12 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Газовые законы. Параграф 3. Изобарный процесс. Вопросы - номер 4, страница 12.

Условие.

4. Какой температуре по шкале Цельсия соответствует точка $\text{A}$ графиков (см. рис. 8), в которой пересекаются продолжения прямых линий?

Рис. 8

Решение.

Решение

На представленном графике (рис. 8) изображена зависимость объема идеального газа $\text{V}$ от температуры $\text{t}$ в градусах Цельсия при постоянном давлении (изобарный процесс). Графики представляют собой прямые линии, что соответствует закону Гей-Люссака. Этот закон утверждает, что объем данной массы газа при постоянном давлении прямо пропорционален его абсолютной температуре $\text{T}$:

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

Абсолютная температура $\text{T}$ (измеряемая в Кельвинах) и температура $\text{t}$ по шкале Цельсия связаны соотношением:

$T = t + 273.15$ (в школьном курсе физики часто используется приближение $T \approx t + 273$)

Таким образом, зависимость объема от температуры в градусах Цельсия можно выразить как:

$V = \text{const} \cdot T = \text{const} \cdot (t + 273)$

Точка А на графике — это точка пересечения продолжений изобар (линий постоянного давления $p_1$ и $p_2$) с осью температур. В этой точке объем газа $\text{V}$ теоретически обращается в ноль. Подставим $V=0$ в уравнение:

$0 = \text{const} \cdot (t_A + 273)$

Поскольку константа в данном выражении не равна нулю, для выполнения равенства необходимо, чтобы:

$t_A + 273 = 0$

Отсюда находим температуру в точке А:

$t_A = -273 °C$

Эта температура называется абсолютным нулем температуры. Это теоретически самая низкая возможная температура, при которой тепловое движение частиц вещества прекращается, и объем идеального газа становится равным нулю. Следует отметить, что на самом графике у точки А уже указано значение на оси абсцисс, равное -273.

Ответ: Точка А соответствует температуре -273 °C по шкале Цельсия.