Какое давление р2 установится в сосудах, если сосуд объемом V = 4,0 л, заполненный идеальным газом при давлении р1 = 1,2 • 10^5 Па, соединен тонкой трубкой с пустым сосудом объемом V2 = 2,0 л, и температура газа осталась прежней? Выберите один из вариантов: 1) 30 кПа; 2) 40 кПа; 3) 50 кПа; 4) 60 кПа; 5) 80 кПа.

Физика 11 класс Законы газов давление газа сосуд объемом Идеальный газ закон Бойля физика 11 класс Новый

Чтобы найти давление p2, которое установится в сосудах после соединения, мы можем воспользоваться законом Бойля-Мариотта, который гласит, что для данного количества газа при постоянной температуре произведение давления и объема остается постоянным.

Давайте рассмотрим шаги решения:

Шаг 1: Определение начальных условий.

• Объем первого сосуда (V1) = 4,0 л = 0,004 м³ (переведем в кубические метры).
• Давление в первом сосуде (p1) = 1,2 * 10^5 Па.
• Объем второго сосуда (V2) = 2,0 л = 0,002 м³.
• Давление во втором сосуде (первоначально p2) = 0 Па (он пустой).

Шаг 2: Применение закона Бойля-Мариотта.

Согласно закону Бойля-Мариотта, для начального состояния газа в первом сосуде имеем:

p1 * V1 = p2 * (V1 + V2),

где V1 + V2 — это общий объем после соединения сосудов.

Шаг 3: Подставляем известные значения.

• Общий объем после соединения: V1 + V2 = 0,004 м³ + 0,002 м³ = 0,006 м³.
• Подставляем в уравнение:

1,2 * 10^5 Па * 0,004 м³ = p2 * 0,006 м³.

Шаг 4: Решаем уравнение для p2.

p2 = (1,2 * 10^5 Па * 0,004 м³) / 0,006 м³.

Теперь вычислим:

• 1,2 * 10^5 Па * 0,004 = 480 Па * м³.
• Теперь делим на 0,006 м³: 480 / 0,006 = 80 000 Па.

Шаг 5: Приводим к кПа.

80 000 Па = 80 кПа.

Ответ: Давление p2, которое установится в сосудах, равно 80 кПа. Это соответствует варианту 5) 80 кПа.