На сколько раз увеличилось давление в системе, если в одном из сосудов температура повысилась до 100 к, во втором - до 400 к, а в третьем осталась неизменной, при условии, что все три сосуда были соединены тонкими трубками и заполнены газообразным гелием, начальная температура которого составляла 40 к?
Витальевна
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Гей-Люссака о пропорциональности между давлением и температурой идеального газа при постоянном объёме.
Закон Гей-Люссака формулируется следующим образом: при постоянном объёме и массе газа, давление газа пропорционально его абсолютной температуре.
Математически данный закон можно выразить следующим уравнением:
\[\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\]
где \(P_1\) и \(P_2\) - начальное и конечное давление газа, \(T_1\) и \(T_2\) - начальная и конечная температура газа.
Теперь применим данный закон к нашей задаче. Пусть \(P\) - начальное давление в системе, \(P_1\) - давление в первом сосуде после повышения температуры, \(P_2\) - давление во втором сосуде после повышения температуры, \(P_3\) - давление в третьем сосуде без изменения температуры. Также пусть \(T_1 = 100 \, K\) - температура в первом сосуде после повышения, \(T_2 = 400 \, K\) - температура во втором сосуде после повышения.
Согласно закону Гей-Люссака, у нас получается следующая система уравнений:
\[\begin{cases} \frac{P}{T} = \frac{P_1}{T_1} \\ \frac{P}{T} = \frac{P_2}{T_2} \\ \frac{P}{T} = \frac{P_3}{T_3} \end{cases}\]
Так как \(P_3\) равно \(P\) и \(T_3\) равно \(T\), то можно записать следующее уравнение:
\[\frac{P}{T} = \frac{P_3}{T}\]
Подставим значения в уравнение:
\[\frac{P}{T} = \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} = \frac{P}{T}\]
Из этого уравнения следует, что во всех сосудах давление остается неизменным.
Таким образом, давление в системе не увеличилось ни на сколько раз при повышении температуры в сосудах.
Закон Гей-Люссака формулируется следующим образом: при постоянном объёме и массе газа, давление газа пропорционально его абсолютной температуре.
Математически данный закон можно выразить следующим уравнением:
\[\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\]
где \(P_1\) и \(P_2\) - начальное и конечное давление газа, \(T_1\) и \(T_2\) - начальная и конечная температура газа.
Теперь применим данный закон к нашей задаче. Пусть \(P\) - начальное давление в системе, \(P_1\) - давление в первом сосуде после повышения температуры, \(P_2\) - давление во втором сосуде после повышения температуры, \(P_3\) - давление в третьем сосуде без изменения температуры. Также пусть \(T_1 = 100 \, K\) - температура в первом сосуде после повышения, \(T_2 = 400 \, K\) - температура во втором сосуде после повышения.
Согласно закону Гей-Люссака, у нас получается следующая система уравнений:
\[\begin{cases} \frac{P}{T} = \frac{P_1}{T_1} \\ \frac{P}{T} = \frac{P_2}{T_2} \\ \frac{P}{T} = \frac{P_3}{T_3} \end{cases}\]
Так как \(P_3\) равно \(P\) и \(T_3\) равно \(T\), то можно записать следующее уравнение:
\[\frac{P}{T} = \frac{P_3}{T}\]
Подставим значения в уравнение:
\[\frac{P}{T} = \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} = \frac{P}{T}\]
Из этого уравнения следует, что во всех сосудах давление остается неизменным.
Таким образом, давление в системе не увеличилось ни на сколько раз при повышении температуры в сосудах.
Знаешь ответ?