Знакомство с техническими объектами, страница 14 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Газовые законы. Параграф 4. Изохорный процесс - страница 14.

Условие.

Знакомство с техническими объектами

Температура спирали электрических ламп накаливания может достигать нескольких тысяч градусов по шкале Цельсия. Однако давление инертного газа внутри лампы при этом не превышает атмосферного. Назовите газовый закон, который необходимо учитывать при производстве электрических ламп накаливания.

Решение.

Решение

Внутри электрической лампы накаливания находится инертный газ, заключенный в стеклянную колбу. Объем колбы при нагревании практически не изменяется, поэтому процесс, происходящий с газом при работе лампы, можно считать изохорным (процессом при постоянном объеме, $V = \text{const}$).

При включении лампы вольфрамовая спираль сильно нагревается, передавая тепло газу. В результате этого температура газа $\text{T}$ внутри колбы значительно возрастает.

Зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме описывается законом Шарля. Этот закон утверждает, что для данной массы газа при постоянном объеме давление прямо пропорционально абсолютной температуре:

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

Из этого закона следует, что при значительном увеличении температуры газа его давление также должно значительно возрасти. Стеклянная колба лампы довольно хрупкая и не рассчитана на большое внутреннее давление. Чтобы лампа не взорвалась при работе, производители учитывают закон Шарля. В холодном состоянии лампу заполняют инертным газом под давлением, которое значительно ниже атмосферного. Когда лампа включается и газ нагревается, его давление увеличивается и становится примерно равным внешнему атмосферному давлению. Это позволяет избежать разрушения колбы из-за большой разницы давлений.

Следовательно, при производстве электрических ламп накаливания необходимо учитывать газовый закон, связывающий давление и температуру при постоянном объеме.

Ответ: Закон Шарля.