При давлении 1 кПа и температуре 15 С объём воздуха 2л. При каком давлении воздух займёт объём 4 л, если температура его возрастает в 4\3 раза?
Физика 8 класс Изопроцессы объём воздуха
Дано:$p_1 = 1$ кПа,$V_1 = 2$ л,$T_2 = \frac{4}{3} T_1$,$V_2 = 4$ л.
Найти: $p_2$.
Решение:
Запишем уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):
$pV = \nu RT$, где $\nu$ — количество вещества, $R$ — универсальная газовая постоянная, равная $8,31 \frac{Дж}{моль \cdot К}$.
Выразим из этого уравнения давление:
$p = \frac {\nu RT}{V}$.
Так как масса и молярная масса газа не меняются, то для двух состояний можно записать:
$\frac {p_1 V_1}{T_1} = \frac {p_2 V_2}{T_2}$,
где индексы 1 и 2 относятся к начальному и конечному состоянию соответственно.
Подставим известные значения в формулу:
$\frac{1000 \cdot 2}{288} = \frac{p_2 \cdot 4}{\frac{4 \cdot 288}{3}}$,
откуда $p_2 = \frac{3}{4} \cdot 1000 = 750$ Па = $0,75$ кПа.
Ответ: $p_2 = 0,75$ кПа.