В сосуде объемом V1-4л при давлении Р1-100кПа находится газ масса, которого m-3г. Газ сжали. При этом давление газа стало равным Р2-600кПа, а объем уменьшился на ΔV. На сколько изменилась температура газа?

Решить через формулы начального и конечного состояний газов Менделеева – Клапейрона.

Физика 10 класс Газовые законы физика газ давление объём температура закон Бойля уравнение состояния Менделеев-Клапейрон термодинамика изменение температуры сжатие газа начальное состояние конечное состояние расчет температуры давление газа Объём газа Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать уравнение состояния идеального газа, известное как уравнение Менделеева-Клапейрона:

P * V = m / M * R * T

где:

• P - давление газа;
• V - объем газа;
• m - масса газа;
• M - молярная масса газа;
• R - универсальная газовая постоянная;
• T - температура газа.

Давайте начнем с начального состояния газа:

1. Начальное давление: P1 = 100 кПа = 100000 Па;
2. Начальный объем: V1 = 4 л = 0.004 м³;
3. Масса газа: m = 3 г = 0.003 кг.

Теперь мы можем выразить температуру T1 в начальном состоянии:

T1 = (P1 * V1 * M) / (m * R)

Теперь перейдем к конечному состоянию газа:

1. Конечное давление: P2 = 600 кПа = 600000 Па;
2. Конечный объем: V2 = V1 - ΔV.

Температуру T2 в конечном состоянии можно выразить аналогично:

T2 = (P2 * V2 * M) / (m * R)

Теперь нам нужно найти изменение температуры газа:

ΔT = T2 - T1

Подставим выражения для T1 и T2:

ΔT = (P2 * V2 * M) / (m * R) - (P1 * V1 * M) / (m * R)

Упростим это выражение:

ΔT = M / (m * R) * (P2 * V2 - P1 * V1)

Теперь нам нужно подставить известные значения. Однако, чтобы завершить расчет, нам нужно знать молярную массу газа M и изменение объема ΔV. Если предположить, что мы знаем молярную массу, и, например, она равна 28 г/моль (для воздуха), то мы можем продолжить расчет.

Подставим значения:

• M = 0.028 кг/моль;
• m = 0.003 кг;
• R = 8.314 Дж/(моль·К).

Далее, если мы знаем ΔV, мы можем найти V2:

V2 = V1 - ΔV

Теперь подставим все значения в уравнение для ΔT:

ΔT = (0.028 / (0.003 * 8.314)) * (600000 * (0.004 - ΔV) - 100000 * 0.004)

Таким образом, для окончательного ответа вам нужно подставить значение ΔV и провести вычисления. Это позволит вам найти, на сколько изменилась температура газа.