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 Температура и давление газов. Закон Бойля-Мариотта температура газа давление газа изохорное нагревание физика 11 класс уравнение состояния идеального газа Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся законом Бойля-Мариотта и уравнением состояния идеального газа. В данном случае мы имеем дело с изохорным процессом, что означает, что объем газа остается постоянным.

Шаг 1: Преобразуем температуру в Кельвины.

Температура в Кельвинах рассчитывается по формуле:

T(K) = t(°C) + 273.15

Для начальной температуры 4°C:

T1 = 4 + 273.15 = 277.15 K

Шаг 2: Применим закон Бойля-Мариотта.

При изохорном процессе, по закону Бойля-Мариотта, отношение давления к температуре остается постоянным:

P1 / T1 = P2 / T2

где P1 и T1 - начальное давление и температура, P2 и T2 - конечное давление и температура.

Шаг 3: Подставим известные значения.

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

Теперь подставим эти значения в уравнение:

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

Шаг 4: Решим уравнение для T2.

Перемножим крест-накрест:

3 * 10^5 * T2 = 4 * 10^5 * 277.15

Теперь разделим обе стороны на 3 * 10^5:

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

Шаг 5: Посчитаем T2.

T2 = (4 * 277.15) / 3

T2 = 1108.6 / 3 ≈ 369.53 K

Шаг 6: Преобразуем температуру обратно в градусы Цельсия.

t(°C) = T(K) - 273.15

t2 = 369.53 - 273.15 ≈ 96.38°C

Ответ: Температура газа при давлении 4 * 10^5 Па составляет примерно 96.38°C.