1. При какой температуре давление газа в баллоне будет равно 2·10^5 Па, если при 17 °С оно равно 1,45·10^5 Па?
2. Во сколько раз увеличится давление газа в колбе лампы, если температура лампы поднимается с 17 °С до 360 °С?
3. При изохорическом нагревании газа от 300 К до 420 К, его давление увеличилось на 50 кПа. Каково было начальное давление газа?
Физика 11 класс Газовые законы
Давайте разберем каждый из ваших вопросов по порядку.
1. При какой температуре давление газа в баллоне будет равно 2·10^5 Па?
Для решения этой задачи мы воспользуемся законом Бойля-Мариотта и уравнением состояния идеального газа. Давление газа пропорционально его температуре при постоянном объеме. Мы можем использовать формулу:
P1/T1 = P2/T2
где:
Теперь подставим известные значения в формулу:
1,45·10^5 / 290 = 2·10^5 / T2
Теперь решим уравнение для T2:
Чтобы перевести в градусы Цельсия, вычтем 273: T2 ≈ 400 - 273 = 127 °C.
Таким образом, температура, при которой давление газа будет равно 2·10^5 Па, составляет примерно 127 °C.
2. Во сколько раз увеличится давление газа в колбе лампы при температуре от 17 °C до 360 °C?
Для этой задачи также используем закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Мы можем использовать отношение давлений при разных температурах:
P1/T1 = P2/T2
где:
Теперь найдем, во сколько раз увеличится давление:
Теперь посчитаем: P2/P1 ≈ 2,18.
Это означает, что давление газа увеличится примерно в 2,18 раза.
3. Каково было начальное давление газа при изохорическом нагревании от 300 K до 420 K, если давление увеличилось на 50 кПа?
Здесь мы также будем использовать закон Бойля-Мариотта. Изохорический процесс означает, что объем остается постоянным, и мы можем использовать:
P1/T1 = P2/T2
где:
Теперь подставим в уравнение:
P1 / 300 = (P1 + 50) / 420.
Теперь решим это уравнение:
Таким образом, начальное давление газа было примерно 125 кПа.