Если в сосуде с постоянным количеством газообразного гелия средняя кинетическая энергия молекул уменьшилась в 3 раза, как изменилось давление этого газа?
Физика 9 класс Газовые законы средняя кинетическая энергия давление газа газообразный гелий изменение давления физика 9 класс Новый
Давайте разберем, как изменение средней кинетической энергии молекул газа влияет на его давление.
Согласно кинетической теории газов, средняя кинетическая энергия молекул газа (E) связана с температурой (T) газа по следующей формуле:
где k - постоянная Больцмана. Из этой формулы видно, что средняя кинетическая энергия молекул пропорциональна температуре газа. Если средняя кинетическая энергия молекул уменьшилась в 3 раза, это означает, что температура газа также уменьшилась в 3 раза:
Теперь давайте вспомним, как давление газа (P) связано с температурой. Для идеального газа давление можно выразить через температуру и объем по уравнению состояния:
где n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах, а V - объем газа.
Так как в нашем случае количество газа и объем остаются постоянными, мы можем записать, что:
Где P1 и T1 - начальное давление и температура, а P2 и T2 - конечное давление и температура. Мы знаем, что T2 = T1 / 3. Подставим это в уравнение:
Упрощая, мы получаем:
Это означает, что давление газа уменьшилось в 3 раза.
Ответ: давление газа уменьшилось в 3 раза.