В сосуде объемом V1=4л при давлении Р1=100кПа находится газ масса, которого m=3г. Газ сжали. При этом давление газа стало равным Р2=500кПа, а объем уменьшился на V. На сколько изменилась температура газа?

m = 3 г, P1 = 100 кПа, V1 = 4 л, P2 = 500 кПа, V = 3 л, газ хлор

Физика 10 класс Газовые законы физика газ температура давление объём сжатие газа закон Бойля уравнение состояния термодинамика хлор Новый

Давайте разберемся с этой задачей! Мы имеем газ хлор, который находится в сосуде, и нам нужно выяснить, как изменилась его температура после сжатия. Для этого мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа.

Данные:

• m = 3 г
• P1 = 100 кПа
• V1 = 4 л
• P2 = 500 кПа
• ΔV = 3 л

Сначала найдем объем газа после сжатия:

• V2 = V1 - ΔV = 4 л - 3 л = 1 л

Теперь применим уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT, где:

• P - давление
• V - объем
• n - количество вещества (в молях)
• R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К))
• T - температура в Кельвинах

Сначала найдем количество вещества n:

• n = m / M, где M - молярная масса хлора (M = 35.5 г/моль * 2 = 71 г/моль)
• n = 3 г / 71 г/моль ≈ 0.042 моль

Теперь найдем температуру T1 при начальных условиях:

• P1 * V1 = n * R * T1
• 100 кПа * 4 л = 0.042 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * T1

Не забываем, что 1 кПа = 1000 Па и 1 л = 0.001 м³, поэтому:

• 100000 Па * 0.004 м³ = 0.042 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * T1
• 400 = 0.042 * 8.31 * T1
• T1 ≈ 400 / (0.042 * 8.31) ≈ 1120.4 K

Теперь найдем температуру T2 при новых условиях:

• P2 * V2 = n * R * T2
• 500 кПа * 1 л = 0.042 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * T2

Переведем в стандартные единицы:

• 500000 Па * 0.001 м³ = 0.042 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * T2
• 500 = 0.042 * 8.31 * T2
• T2 ≈ 500 / (0.042 * 8.31) ≈ 1430.2 K

Теперь найдем изменение температуры:

• ΔT = T2 - T1
• ΔT ≈ 1430.2 K - 1120.4 K ≈ 309.8 K

Таким образом, температура газа изменилась на примерно 309.8 K. Это невероятно! Газ хлор стал еще более активным после сжатия, и его температура значительно возросла!