Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на \( \Delta T = 240 \, \text{К} \), а давление увеличивается в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Определите начальную температуру газа по шкале Кельвина.
Для решения задачи используем уравнение состояния идеального газа, так как процесс изохорный, то объём газа остаётся постоянным.
Дано:
- Изменение температуры \( \Delta T = 240 \, \text{К} \)
- Давление увеличивается в 1,8 раза, т.е. \( \frac{p_2}{p_1} = 1,8 \)
- Масса газа постоянна
- Необходимо найти начальную температуру газа \( T_1 \)
Решение:
При изохорном процессе давление и температура связаны напрямую через закон Бойля-Мариотта:
\(\frac{p_2}{p_1} = \frac{T_2}{T_1}\)
Мы знаем, что температура увеличивается на \( \Delta T \), то есть:
\(T_2 = T_1 + 240 \, \text{К}\)
Подставим это в уравнение:
\(\frac{T_1 + 240}{T_1} = 1,8\)
Решим это уравнение:
\(T_1 + 240 = 1,8 T_1\)
\(240 = 1,8 T_1 - T_1\)
\(240 = 0,8 T_1\)
\(T_1 = \frac{240}{0,8} = 300 \, \text{К}\)
Ответ: Начальная температура газа \( T_1 = 300 \, \text{К} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на \( \Delta T = 240 \, \text{К} \), а давление увеличивается в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Определите начальную температуру газа по шкале Кельвина.