Как изменится давление идеального газа, если его объем увеличится в 5 раз, а средняя кинетическая энергия молекул уменьшится в 4 раза?

P.S. С дано и решением (заранее спасибо)

Физика 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа давление идеального газа Объём газа кинетическая энергия молекул закон Бойля газовые законы физика 11 класс изменение давления термодинамика Идеальный газ молекулы газа Новый

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа и зависимостью между средней кинетической энергией молекул и температурой газа.

Дано:

• Объем газа увеличивается в 5 раз: V2 = 5V1
• Средняя кинетическая энергия молекул уменьшается в 4 раза: E2 = E1 / 4

Решение:

1. Сначала вспомним, что средняя кинетическая энергия молекул идеального газа связана с температурой следующим образом:
• E = (3/2) * k * T, где k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.
2. Если средняя кинетическая энергия уменьшается в 4 раза, это означает, что температура также уменьшается в 4 раза:
• T2 = T1 / 4
3. Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
• P * V = n * R * T, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
4. Сравним начальное и конечное состояния газа:
• Для начального состояния: P1 * V1 = n * R * T1
• Для конечного состояния: P2 * V2 = n * R * T2
5. Подставим известные значения:
• P2 * (5V1) = n * R * (T1 / 4)
6. Теперь выразим P2 через P1:
• Подставим P1 из первого уравнения: P2 * (5V1) = (P1 * V1) / 4
• Упрощаем уравнение: P2 * 5 = P1 / 4
• Следовательно, P2 = P1 / (20).

Ответ: Давление газа уменьшится до одной двадцатой от начального давления, то есть P2 = P1 / 20.