По графику зависимости объёма V данной массы газа от абсолютной температуры Т (рис. 19.11) определите, чему равно давление газа

ответ к заданию по физике
 

Для определения давления газа по графику зависимости объема V от абсолютной температуры T нужно использовать закон Бойля-Мариотта. Этот закон утверждает, что при постоянном количестве газа его давление обратно пропорционально его объему при заданной температуре.

Для решения задачи посмотрим на рисунок 19.11 и найдем точку, в которой величина объема V достигает нужного нам значения. Затем проведем вертикальную линию из этой точки до оси температуры T.

На оси T отсчитываем значение температуры, соответствующее точке пересечения вертикальной линии с графиком. Это и будет значение температуры T.

Далее определяем значение объема V для данной температуры T, используя горизонтальную линию, проведенную из точки пересечения вертикальной линии с осью объема V.

Наконец, используя закон Бойля-Мариотта, мы можем определить давление газа. Закон Бойля-Мариотта формулируется следующим образом: P1*V1 = P2*V2, где P1 и V1 - давление и объем газа для начальных условий, P2 и V2 - давление и объем газа для конечных условий.

Зная значение объема V1 и T1 (начальных условий), а также значение объема V2 (полученное по графику) и температуры T2 (полученное по графику), мы можем записать уравнение и определить давление газа P2.

Для шагового решения рассмотрим следующий пример:

Предположим, что значение объема V равно 30 л. Проведем вертикальную линию из точки V=30 до оси T. Отсчитаем значение температуры T на оси и получим, например, T=270 К.

Затем проведем горизонтальную линию из точки пересечения вертикальной линии с осью V до графика и определим значение объема V2, например, V2=20 л.

Используя закон Бойля-Мариотта, составим уравнение: P1*V1 = P2*V2.

Предположим, что начальное давление газа P1 равно 2 атмосферам.

Подставим известные значения: 2*30 = P2*20.

Решим это уравнение: 60 = P2*20.

Разделим обе части уравнения на 20 и получим: P2 = 3 атмосферы.

Таким образом, давление газа при объеме 30 л и температуре 270 К будет равно 3 атмосферам.

Это подробное пошаговое решение позволяет школьнику понять, каким образом можно определить давление газа по графику зависимости объема от температуры и как применить закон Бойля-Мариотта для этого расчета.