Какой объем сосуда V1, если сосуд объемом V1 с кислородом при давлении p1=0.8 МПа соединяют с пустым баллоном объемом V2=5л, и в результате изотермического расширения в сосудах установилось давление p2=0,6 МПа?

Физика 11 класс Температура и газовые законы объем сосуда кислород давление изотермическое расширение баллон физика 11 класс Новый

Для решения задачи воспользуемся законом Бойля-Мариотта, который гласит, что для данного количества газа при постоянной температуре произведение давления и объема остается постоянным.

Сначала запишем уравнение для начального состояния газа в сосуде V1:

• p1 * V1 = n * R * T

Где:

• p1 - начальное давление в сосуде (0.8 МПа)
• V1 - объем сосуда, который мы ищем
• n - количество вещества (моль)
• R - универсальная газовая постоянная
• T - температура (постоянная, так как процесс изотермический)

Теперь, после соединения с пустым баллоном объемом V2, общее давление p2 установится в обоих сосудах:

• p2 * (V1 + V2) = n * R * T

Теперь подставим известные значения:

• p2 = 0.6 МПа
• V2 = 5 л

Теперь у нас есть два уравнения:

1. 0.8 * V1 = n * R * T
2. 0.6 * (V1 + 5) = n * R * T

Теперь мы можем выразить n * R * T из первого уравнения:

• n * R * T = 0.8 * V1

И подставить это значение во второе уравнение:

• 0.6 * (V1 + 5) = 0.8 * V1

Теперь решим это уравнение:

1. 0.6 * V1 + 3 = 0.8 * V1
2. 3 = 0.8 * V1 - 0.6 * V1
3. 3 = 0.2 * V1
4. V1 = 3 / 0.2
5. V1 = 15 л

Таким образом, объем сосуда V1 равен 15 литров.