Электрическую лампу при изготовлении заполняют азотом при давлении 50 кПа при температуре 15°С. Какова температура газа в горящей лампе, если давление в ней увеличилось в два раза?

Физика 11 класс Газовые законы физика 11 класс электрическая лампа давление газа температура газа закон Бойля термодинамика газовые законы азот давление 100 кПа температура 15 градусов Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся законом Бойля-Мариотта и уравнением состояния идеального газа. Мы знаем, что при постоянном объеме для идеального газа давление пропорционально температуре. Это можно записать в виде:

P1 / T1 = P2 / T2

Где:

• P1 - начальное давление газа (50 кПа)
• T1 - начальная температура газа в Кельвинах
• P2 - конечное давление газа (в два раза больше, т.е. 100 кПа)
• T2 - конечная температура газа, которую мы хотим найти

Теперь сначала преобразуем начальную температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого используем следующую формулу:

T(K) = T(°C) + 273.15

Подставляем данные:

T1 = 15 + 273.15 = 288.15 K

Теперь подставим известные значения в уравнение:

(50 кПа) / (288.15 K) = (100 кПа) / T2

Теперь перемножим и решим уравнение относительно T2:

1. Перемножим: 50 * T2 = 100 * 288.15
2. Разделим обе стороны на 50: T2 = (100 * 288.15) / 50
3. Посчитаем: T2 = 576.3 K

Теперь преобразуем температуру обратно в градусы Цельсия:

T2(°C) = T2(K) - 273.15 = 576.3 - 273.15 = 303.15 °C

Таким образом, температура газа в горящей лампе составляет примерно 303.15 °C.