Какова температура газа при давлении 4*10^5 Па, если при давлении 3*10^5 Па температура газа составляет 4°C, и процесс происходит при изохорном нагревании?

Физика 11 класс Газовые законы температура газа давление газа изохорное нагревание физика 11 класс закон Бойля уравнение состояния газа Новый

Для решения данной задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянном объеме (изохорном процессе) давление газа пропорционально его температуре. Это можно записать в виде:

P1/T1 = P2/T2

где:

• P1 - начальное давление газа;
• T1 - начальная температура газа в кельвинах;
• P2 - конечное давление газа;
• T2 - конечная температура газа в кельвинах.

Первым шагом мы преобразуем температуру из градусов Цельсия в кельвины, так как в термодинамике используется именно эта шкала. Температура в кельвинах рассчитывается по формуле:

T(К) = T(°C) + 273.15

Для начального состояния:

• T1 = 4°C + 273.15 = 277.15 K

Теперь подставим известные значения в формулу закона Бойля-Мариотта:

• P1 = 3 * 10^5 Па;
• T1 = 277.15 K;
• P2 = 4 * 10^5 Па.

Теперь мы можем выразить T2:

T2 = (P2 * T1) / P1

Подставим значения:

T2 = (4 * 10^5 Па * 277.15 K) / (3 * 10^5 Па)

Теперь проведем вычисления:

• T2 = (4 * 277.15) / 3;
• T2 ≈ 369.53 K.

Теперь преобразуем температуру обратно в градусы Цельсия:

T2(°C) = T2(K) - 273.15

Таким образом:

• T2(°C) = 369.53 K - 273.15 ≈ 96.38°C.

Итак, температура газа при давлении 4 * 10^5 Па составляет примерно 96.38°C.