При изобарном расширении азота при 20°C его объем увеличился в 1,5 раза. Какую конечную температуру газа можно определить?

Физика Колледж Температура и газовые законы изобарное расширение азот Объём газа конечная температура физика термодинамика закон Бойля уравнение состояния Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и закон Гей-Люссака, которые описывают поведение газов. В данном случае мы имеем дело с изобарным процессом, то есть процессом, происходящим при постоянном давлении.

Сначала запишем известные данные:

• Начальная температура (T1) = 20°C = 20 + 273 = 293 K
• Объем газа увеличился в 1,5 раза, значит конечный объем (V2) = 1,5 * V1.

Согласно закону Гей-Люссака, при постоянном давлении отношение объема газа к его температуре остается постоянным:

V1 / T1 = V2 / T2

Подставим известные значения в уравнение:

V1 / T1 = (1,5 * V1) / T2

Теперь можно упростить уравнение, сократив V1 (при условии, что V1 не равно нулю):

1 / T1 = 1,5 / T2

Теперь выразим T2:

T2 = 1,5 * T1

Подставим значение T1:

T2 = 1,5 * 293 K = 439,5 K

Теперь переведем конечную температуру в градусы Цельсия:

T2 = 439,5 K - 273 = 166,5 °C

Ответ: Конечная температура газа составляет 166,5 °C.