Как изменится объем одноатомного газа при увеличении его давления в 3 раза при сохранении внутренней энергии? Очень

Для ответа на этот вопрос нам понадобятся некоторые основные понятия из физики газов.

Во-первых, у нас есть закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален его давлению. Это означает, что если давление увеличивается в 3 раза, то объем газа уменьшается в 3 раза (при условии постоянной температуры и количества газа).

Однако в данной задаче требуется также сохранение внутренней энергии газа. Внутренняя энергия газа связана с его температурой и может быть выражена через уравнение состояния идеального газа:

\[U = \frac{3}{2}nRT\]

где U - внутренняя энергия, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Однако в данной задаче указано, что внутренняя энергия газа остается постоянной. Это значит, что температура газа также должна оставаться постоянной.

Теперь перейдем к решению задачи. Пусть изначально у нас был объем V1 и давление P1. После увеличения давления в 3 раза, оно станет равным 3P1. Согласно закону Бойля-Мариотта, новый объем газа будет составлять V1/3.

Так как внутренняя энергия газа остается постоянной, то по уравнению состояния идеального газа U = \(\frac{3}{2}nRT\), где n и R - постоянные величины, T также остается постоянной.

Итак, при увеличении давления в 3 раза при сохранении внутренней энергии, объем одноатомного газа уменьшится в 3 раза.