Какова температура газа в состоянии 3 на графике? А) 4Т0 Б) Т0 В) 2Т0 Г) Т0/4

Инструкция:

На графике представлено состояние газа в виде PV-диаграммы, где горизонтальная ось означает давление (P), а вертикальная ось обозначает объем (V). Для решения этой задачи нам понадобится знание идеального газового закона.

Идеальный газовый закон утверждает, что для идеального газа произведение давления (P) на его объем (V) при постоянной температуре (T) является постоянной величиной. Формула Гая-Люссака даёт нам зависимость объёма газа от температуры:

P / T = P0 / T0,

где P0 и T0 — изначальное давление и температура, а P и T — текущие давление и температура.

В данной задаче газ находится в состоянии 3, поэтому будет действовать следующее равенство:

P3 / T3 = P0 / T0.

Поскольку одна из величин уменьшается в 4 раза, а другая в 2 раза, мы можем выразить отношение T3 к T0:

P3 / T3 = P0 / T0 -> P3 / (T0 / 4) = P0 / T0.

Из этого соотношения следует, что T3 = T0 / 4.

Пример использования:

Давайте предположим, что исходные данные задачи — P0 = 4Т0 и Т0 = 400 К. Подставив эти значения в формулу T3 = T0 / 4, мы получим T3 = 400 К / 4 = 100 К. Таким образом, температура газа в состоянии 3 на графике составляет 100 К.

Совет:

Для лучшего понимания идеального газового закона и его применения в задачах, важно ознакомиться с основными принципами физики и химии. Изучение кинетической теории газов и основных законов этих предметов поможет уяснить физическую природу газов и связанные с ними законы.

Задание:

Если давление газа увеличивается в 2 раза при неизменной температуре, какова будет новая температура газа по сравнению с исходной? (Подсказка: используйте формулу P / T = P0 / T0 и примените тот же подход).