Как изменится давление идеального газа, если его молекулы увеличатся в 2 раза по концентрации, а средняя квадратичная скорость молекул уменьшится в 2 раза?

Физика 9 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа давление идеального газа молекулы газа концентрация молекул средняя квадратичная скорость изменение давления газа Новый

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа и законом Бойля-Мариотта, а также формулой для давления газа.

Шаг 1: Понимание давления идеального газа

Давление идеального газа можно выразить через его концентрацию (число молекул на единицу объема) и среднюю квадратичную скорость молекул. Давление P можно записать в виде:

P = (n/V) * m * v^2 / 3

где:

• n - количество молекул газа;
• V - объем газа;
• m - масса одной молекулы;
• v - средняя квадратичная скорость молекул.

Шаг 2: Изменение концентрации

Согласно условию задачи, концентрация молекул увеличивается в 2 раза. Это означает, что:

n/V становится 2 * (n/V)

Шаг 3: Изменение средней квадратичной скорости

Также нам сказано, что средняя квадратичная скорость молекул уменьшается в 2 раза. То есть:

v становится v/2

Шаг 4: Подставляем изменения в формулу давления

Теперь подставим эти изменения в формулу давления:

P_new = (2 * (n/V)) * m * (v/2)^2 / 3

Раскроем скобки:

P_new = (2 * (n/V)) * m * (v^2 / 4) / 3

Теперь упростим это выражение:

P_new = (2/4) * (n/V) * m * v^2 / 3

P_new = (1/2) * P

Шаг 5: Вывод

Таким образом, новое давление газа P_new будет равно половине начального давления P:

P_new = 0.5 * P

Ответ: Давление идеального газа уменьшится в 2 раза.