Как нужно изменить абсолютную температуру разреженного углекислого газа, который сжимается изобарно, чтобы его объем стал в 4 раза меньше, если масса газа остается неизменной? Пожалуйста, объясните свой ответ.

Физика 11 класс Температура и газовые законы абсолютная температура разреженный углекислый газ сжатие изобарно Объём газа изменение температуры физика 11 класс закон Бойля газовые законы термодинамика давление и объем Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта для идеального газа, который гласит, что при постоянной массе газа и постоянном давлении (изобарный процесс) произведение давления и объема газа остается постоянным. Также мы будем использовать уравнение состояния идеального газа.

Начнем с того, что у нас есть разреженный углекислый газ, и мы знаем, что его объем должен уменьшиться в 4 раза. Обозначим начальный объем как V1, а конечный объем как V2. Тогда:

• V2 = V1 / 4

Поскольку процесс изобарный, давление газа остается постоянным. Мы можем записать уравнение состояния идеального газа:

• P * V = n * R * T

где P — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура.

Поскольку масса газа остается неизменной, количество вещества n также остается постоянным. Таким образом, можем записать два уравнения для начального и конечного состояний газа:

• Для начального состояния: P * V1 = n * R * T1
• Для конечного состояния: P * V2 = n * R * T2

Теперь подставим V2 в уравнение для конечного состояния:

• P * (V1 / 4) = n * R * T2

Теперь, чтобы упростить уравнения, разделим уравнение для конечного состояния на уравнение для начального состояния:

• (P * (V1 / 4)) / (P * V1) = (n * R * T2) / (n * R * T1)

Сократив одинаковые элементы, мы получаем:

• 1 / 4 = T2 / T1

Теперь выразим T2 через T1:

• T2 = T1 / 4

Таким образом, чтобы объем газа стал в 4 раза меньше при сжатии изобарно, абсолютная температура разреженного углекислого газа должна уменьшиться в 4 раза.

Ответ: Чтобы объем углекислого газа стал в 4 раза меньше, его абсолютная температура должна быть уменьшена в 4 раза.