При сгорании бензина в двигателе легкового автомобиля образуется сильно нагретый газ. Объём камеры сгорания V1= 0,25л, а температура газа t1= 1497 *C. Газ расширяется в объёме V2= 1,35 л до давления p2= 0,3 МПа, и при этом температура газа понижается до t2= 607 *C. Каково давление р1 газа при воспламенении бензина?

Физика 1 класс Газовые законы давление газа сгорание бензина температура газа камера сгорания физика 11 класс закон Бойля уравнение состояния газа расширение газа термодинамика двигатель автомобиля Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Начнем с того, что нам известны объемы, температуры и давление газа в двух состояниях. Нам нужно найти давление р1 при воспламенении бензина.

Шаги решения:

1. Переведем температуры в Кельвины:
   • t1 = 1497 °C = 1497 + 273 = 1770 K
   • t2 = 607 °C = 607 + 273 = 880 K
2. Запишем уравнение состояния идеального газа:

   pV = nRT

   где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

3. Для состояния 1 (при воспламенении бензина):

   p1 * V1 = n * R * T1

4. Для состояния 2 (после расширения):

   p2 * V2 = n * R * T2

5. Сравним оба уравнения:

   Мы можем выразить n * R из первого уравнения:

   n * R = p1 * V1 / T1

   и подставить это во второе уравнение:

   p2 * V2 = (p1 * V1 / T1) * T2

6. Перепишем уравнение для p1:

   p1 = (p2 * V2 * T1) / (V1 * T2)

7. Подставим известные значения:
   • p2 = 0,3 МПа = 300 кПа
   • V1 = 0,25 л = 0,00025 м³
   • V2 = 1,35 л = 0,00135 м³
   • T1 = 1770 K
   • T2 = 880 K
8. Теперь подставим значения в формулу:

   p1 = (300 кПа * 0,00135 м³ * 1770 K) / (0,00025 м³ * 880 K)

9. Посчитаем:

   p1 = (300 * 0,00135 * 1770) / (0,00025 * 880)

   p1 ≈ (712.5) / (0.22) ≈ 3247.73 кПа = 3.25 МПа

Ответ: Давление р1 газа при воспламенении бензина составляет примерно 3.25 МПа.