В сосуде объемом V1 при давлении Р1 находится газ масса, которого m. Газ сжали. При этом давление газа стало равным Р2, а объем уменьшился на V. На сколько изменилась температура газа, если m = 3 г, P1 = 100 кПа, V1 = 4 л, P2 = 500 кПа, V = 3 л, газ хлор?

Физика 10 класс Газовые законы газ физика давление объём температура хлор сжатие газа уравнение состояния изменение температуры задачи по физике Новый

Для того чтобы найти, на сколько изменилась температура газа, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа и некоторые физические законы. В данном случае мы будем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

где:

• P - давление газа;
• V - объем газа;
• n - количество вещества газа в молях;
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К));
• T - температура газа в кельвинах.

Для начала, нам нужно определить количество вещества газа n. Для этого используем формулу:

n = m / M

где:

• m - масса газа (в нашем случае 3 г);
• M - молярная масса газа (для хлора M = 35.5 г/моль, но так как хлор двухатомный, M = 2 * 35.5 = 71 г/моль).

Теперь подставим значения:

n = 3 г / 71 г/моль ≈ 0.04225 моль

Теперь мы можем найти начальную температуру газа T1, используя начальные параметры P1 и V1:

T1 = (P1 * V1) / (n * R)

Сначала преобразуем объем из литров в кубические метры, так как давление у нас в кПа (1 л = 0.001 м³):

V1 = 4 л = 0.004 м³

Теперь подставим значения:

T1 = (100 кПа * 0.004 м³) / (0.04225 моль * 8.31 Дж/(моль·К))

Не забудем, что 1 кПа = 1000 Па, следовательно:

T1 = (100000 Па * 0.004 м³) / (0.04225 моль * 8.31 Дж/(моль·К))

T1 ≈ 115.2 K

Теперь найдем конечную температуру T2, используя конечные параметры P2 и V2. Объем V2 можно найти следующим образом:

V2 = V1 - ΔV = 4 л - 3 л = 1 л = 0.001 м³

Теперь подставим значения для расчета T2:

T2 = (P2 * V2) / (n * R)

Подставляем значения:

T2 = (500 кПа * 0.001 м³) / (0.04225 моль * 8.31 Дж/(моль·К))

Снова преобразуем давление:

T2 = (500000 Па * 0.001 м³) / (0.04225 моль * 8.31 Дж/(моль·К))

T2 ≈ 141.6 K

Теперь мы можем найти изменение температуры газа:

ΔT = T2 - T1 = 141.6 K - 115.2 K = 26.4 K

Ответ: Температура газа изменилась на 26.4 K.