Vladik Smirnov
Ученик
(218)
1 месяц назад
Изменение давления газа в сосуде постоянного объема при повышении температуры можно объяснить с использованием закона Бойля-Мариотта и уравнения состояния идеального газа.
### Уравнение состояния идеального газа
Уравнение состояния идеального газа записывается как:
\[
PV = nRT
\]
где:
- \( P \) — давление газа,
- \( V \) — объем газа (постоянный в данном случае),
- \( n \) — количество вещества газа (в молях),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная,
- \( T \) — температура в кельвинах.
### Постоянный объем
При постоянном объеме (\( V \) = const) и постоянном количестве вещества (\( n \) = const) уравнение можно переписать как:
\[
P \propto T
\]
Это означает, что давление газа пропорционально температуре.
### Изменение температуры
Если температура газа увеличивается с \( T_1 = 300 \, \text{K} \) до \( T_2 = 450 \, \text{K} \), то изменение давления можно выразить через отношение температур:
\[
\frac{P_2}{P_1} = \frac{T_2}{T_1}
\]
где \( P_1 \) и \( P_2 \) — давления при температурах \( T_1 \) и \( T_2 \) соответственно.
### Расчет
Подставим значения:
\[
\frac{P_2}{P_1} = \frac{450}{300} = 1.5
\]
Это означает, что давление газа при температуре \( 450 \, \text{K} \) будет в 1.5 раза больше, чем давление при температуре \( 300 \, \text{K} \).
### Вывод
Таким образом, при повышении температуры газа от 300 K до 450 K давление в сосуде постоянного объема увеличится на 50%. Это происходит потому, что при повышении температуры молекулы газа получают больше энергии, увеличивается их скорость и, следовательно, частота и сила столкновений с стенками сосуда, что приводит к увеличению давления.