Номер 1, страница 12 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Газовые законы. Параграф 3. Изобарный процесс. Задания и упражнения - номер 1, страница 12.

Условие.

1. Пробирка закрыта пробкой со стеклянной трубкой, которую перекрывает капля подкрашенной жидкости (рис. 10). Если пробирку нагревать, то капля переместится к открытому концу трубки. Какой процесс при этом происходит с воздухом в пробирке?

Рис. 10

Решение.

1. Решение

Когда пробирку нагревают, воздух внутри нее получает теплоту, и его температура увеличивается. Согласно молекулярно-кинетической теории, повышение температуры газа означает увеличение средней кинетической энергии его молекул. Молекулы воздуха начинают двигаться с большей скоростью, что приводит к более частым и более сильным ударам о внутренние стенки пробирки и о каплю жидкости.

В результате этого давление воздуха внутри пробирки возрастает и становится больше, чем внешнее атмосферное давление, действующее на каплю с другой стороны. Из-за этой разницы давлений возникает сила, которая выталкивает каплю жидкости по стеклянной трубке в сторону меньшего давления, то есть к открытому концу.

Пока капля движется, объем, занимаемый воздухом, увеличивается. Это явление называется тепловым расширением газа. Поскольку капля жидкости может свободно перемещаться, давление внутри пробирки стремится выровняться с внешним атмосферным давлением. Таким образом, процесс расширения воздуха происходит при практически постоянном давлении. Такой процесс называется изобарным.

Изобарный процесс для идеального газа описывается законом Гей-Люссака, согласно которому отношение объема газа к его абсолютной температуре остается постоянным:

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

Следовательно, при увеличении температуры $\text{T}$ объем газа $\text{V}$ также увеличивается, что и наблюдается в опыте как движение капли.

Ответ: С воздухом в пробирке происходит процесс теплового расширения при постоянном давлении, который называется изобарным расширением.