Номер 4, страница 17 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Газовые законы. Параграф 5. Термодинамическая шкала температур. Вопросы - номер 4, страница 17.

Условие.

4. Сформулируйте закон Гей-Люссака, выразив температуру газа по абсолютной шкале температур.

Решение.

Закон Гей-Люссака (также называемый вторым законом Шарля или законом Амонтона) — это один из основных газовых законов, описывающий поведение идеального газа в изохорном процессе, то есть в процессе, который происходит при постоянном объеме ($V = \text{const}$) и постоянной массе газа ($m = \text{const}$).

Формулировка закона при использовании абсолютной шкалы температур (шкалы Кельвина) выглядит следующим образом:

Для газа данной массы при постоянном объеме его давление прямо пропорционально абсолютной температуре.

Математически эта прямая пропорциональность выражается формулой:

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

где:
$\text{P}$ — давление газа (например, в Паскалях);
$\text{T}$ — абсолютная температура газа в Кельвинах (К).

Это означает, что если газ переходит из одного состояния с параметрами $P_1$, $T_1$ в другое состояние с параметрами $P_2$, $T_2$ при неизменном объеме, то справедливо следующее соотношение:

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

Ключевым аспектом закона в данной формулировке является обязательное использование абсолютной температуры. Абсолютная шкала температур начинается с абсолютного нуля (0 К), при котором, теоретически, прекращается тепловое движение частиц. Связь между абсолютной температурой $\text{T}$ и температурой по шкале Цельсия $\text{t}$ выражается формулой $T(\text{К}) = t(°\text{C}) + 273.15$. Именно использование шкалы Кельвина делает зависимость давления от температуры простой прямой пропорциональностью.

Графиком изохорного процесса в координатах давление-температура ($P-T$) является прямая линия, выходящая из начала координат. Такая линия называется изохорой.

Ответ: Закон Гей-Люссака гласит, что для газа постоянной массы при постоянном объеме отношение давления газа к его абсолютной температуре является величиной постоянной: $ \frac{P}{T} = \text{const} $.