При изобарном нагревании 5 К объем газа увеличился на 2% от начального. Какова была начальная температура газа? (Помогите, пожалуйста)

Физика 10 класс Температура и газовые законы изобарное нагревание Объём газа начальная температура увеличение объема физика газа термодинамика газовые законы расчет температуры изменение объёма задачи по физике Новый

Для решения задачи о начальной температуре газа при изобарном нагревании, воспользуемся уравнением состояния идеального газа и законом Бойля-Мариотта. Изобарное нагревание означает, что давление газа остается постоянным. В этом случае объем газа изменяется с увеличением температуры.

Для идеального газа мы можем использовать следующее уравнение:

PV = nRT

где:

• P - давление газа (постоянное);
• V - объем газа;
• n - количество вещества газа;
• R - универсальная газовая постоянная;
• T - температура газа.

Поскольку давление P и количество вещества n постоянны, мы можем записать соотношение для начального (V1, T1) и конечного (V2, T2) состояний газа:

P * V1 = n * R * T1

P * V2 = n * R * T2

Поскольку P и n постоянны, можно выразить отношение:

V1 / T1 = V2 / T2

Теперь нам известно, что объем газа увеличился на 2% от начального объема:

V2 = V1 + 0.02 * V1 = 1.02 * V1

Теперь подставим это значение в уравнение:

V1 / T1 = (1.02 * V1) / T2

Сократим V1 (при условии, что V1 не равно нулю):

1 / T1 = 1.02 / T2

Теперь выразим T2 через T1:

T2 = 1.02 * T1

Так как мы знаем, что температура увеличилась на 5 К, то:

T2 = T1 + 5

Теперь подставим T2 в уравнение:

1.02 * T1 = T1 + 5

Решим это уравнение:

1. Переносим T1 в левую часть: 1.02 * T1 - T1 = 5
2. Упрощаем: 0.02 * T1 = 5
3. Теперь делим обе стороны на 0.02: T1 = 5 / 0.02
4. Вычисляем: T1 = 250

Таким образом, начальная температура газа составила 250 К.