Каков объем первого сосуда, если в сосуде, содержащем газ при давлении 140 кПа, соединяют с пустым сосудом объемом 6 л, и после соединения давление в сосудах устанавливается на уровне 100 кПа, при условии, что процесс является изотермическим? Ответ должен составить 15 л.

Физика 11 класс Газовые законы объем сосуда газ давление изотермический процесс физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта, который утверждает, что при постоянной температуре произведение давления и объема газа остается постоянным. Это означает, что:

P1 * V1 = P2 * V2

Где:

• P1 - начальное давление газа в первом сосуде (140 кПа)
• V1 - объем первого сосуда (который мы хотим найти)
• P2 - конечное давление после соединения сосудов (100 кПа)
• V2 - общий объем после соединения сосудов (объем первого сосуда + 6 л)

Теперь давайте подставим известные значения в формулу. Сначала найдем общий объем после соединения:

• V2 = V1 + 6 л

Теперь подставим значения в уравнение:

140 кПа * V1 = 100 кПа * (V1 + 6 л)

Теперь раскроем скобки:

140V1 = 100V1 + 600

Теперь перенесем все слагаемые, содержащие V1, на одну сторону уравнения:

140V1 - 100V1 = 600

Это упростится до:

40V1 = 600

Теперь разделим обе стороны на 40:

V1 = 600 / 40 = 15 л

Таким образом, объем первого сосуда составляет 15 литров.