Цилиндр разделен на две части подвижной теплоизолирующей перегородкой. При одинаковой температуре по обе стороны перегородки находится одинаковое число молей газа, и перегородка находится в равновесии. Затем температуру газа справа от перегородки увеличивают в три раза, а слева оставляют без изменения. Как изменится давление газа в сосуде?

Физика 10 класс Термодинамика физика 10 класс газ давление температура теплоизолирующая перегородка равновесие моли газа изменение давления термодинамика цилиндр Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Давайте разберем шаги решения по порядку.

1. Определение начальных условий:
   • Сначала у нас есть два газа в цилиндре, каждый из которых находится в равновесии при одинаковой температуре T и давлении P.
   • Обозначим количество молей газа с обеих сторон перегородки как n.
2. Изменение температуры:
   • Температура газа справа от перегородки увеличивается в три раза, то есть становится 3T.
   • Температура газа слева остается неизменной и равна T.
3. Применение уравнения состояния идеального газа:
   • Уравнение состояния идеального газа имеет вид: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
   • Для газа слева от перегородки, при неизменной температуре, уравнение будет: P1V1 = nRT.
   • Для газа справа, при увеличенной температуре, уравнение будет: P2V2 = nR(3T).
4. Анализ изменений давления:
   • Поскольку объемы V1 и V2 одинаковы (цилиндр разделен перегородкой), мы можем записать:
   • P1V = nRT (слева) и P2V = nR(3T) (справа).
   • Из первого уравнения получаем P1 = (nRT)/V.
   • Из второго уравнения получаем P2 = (nR(3T))/V = 3(nRT)/V = 3P1.
5. Вывод:
   • Таким образом, давление газа справа от перегородки увеличится в три раза по сравнению с давлением газа слева.
   • Это связано с тем, что увеличение температуры газа приводит к увеличению давления, если объем остается постоянным.

В заключение, при увеличении температуры газа справа от перегородки давление этого газа увеличится в три раза по сравнению с давлением газа слева, которое останется неизменным.