Сосуд объемом V1= 2л с давлением воздуха в нем р1= 300 кПа и тем-пературой Т1= 275 К соединили с сосудом объемом V2= 6 л с давлением воздуха в нем р2= 900 кПа и температурой Т2= 295 К. Определите, какая температура воздуха Тустановится после этого.
Для решения данного вопроса нам необходимо использовать закон Бойля-Мариотта и закон Гей-Люссака, которые описывают изменение объема и давления газа при изменении его температуры.
Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при постоянной температуре отношение давления газа к его объему остается постоянным.
V1 / V2 = p2 / p1
где V1 и V2 - объемы сосудов 1 и 2, p1 и p2 - давления в них соответственно.
Подставим значения в формулу:
2 / 6 = 900 / 300
1 / 3 = 900 / 300
1 / 3 = 3
Таким образом, отношение объемов сосудов составляет 1 к 3.
Закон Гей-Люссака гласит, что при постоянном объеме и количестве газа, отношение давления газа к его температуре остается постоянным.
p1 / T1 = p2 / T2
где p1 и p2 - давления в сосудах 1 и 2, T1 и T2 - температуры в них соответственно.
Подставим значения в формулу:
300 / 275 = p2 / 295
300 / 275 = 900 / 295
1.091 = 3.051
Таким образом, отношение давления газа к его температуре составляет 1.091 к 3.051.
Теперь мы можем использовать закон Гей-Люссака, чтобы найти температуру Tu нового состояния газа после соединения сосудов.
p1 / T1 = p / Tu
где p - давление газа после соединения сосудов.
Теперь найдем p:
p = p1 + p2
p = 300 + 900
p = 1200 кПа
Теперь подставим значения в формулу:
300 / 275 = 1200 / Tu
275 * 1200 = 300 * Tu
330000 = 300 * Tu
Решаем уравнение:
Tu = 330000 / 300
Tu = 1100 К
Таким образом, температура воздуха после соединения сосудов будет равна 1100 К.
Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при постоянной температуре отношение давления газа к его объему остается постоянным.
V1 / V2 = p2 / p1
где V1 и V2 - объемы сосудов 1 и 2, p1 и p2 - давления в них соответственно.
Подставим значения в формулу:
2 / 6 = 900 / 300
1 / 3 = 900 / 300
1 / 3 = 3
Таким образом, отношение объемов сосудов составляет 1 к 3.
Закон Гей-Люссака гласит, что при постоянном объеме и количестве газа, отношение давления газа к его температуре остается постоянным.
p1 / T1 = p2 / T2
где p1 и p2 - давления в сосудах 1 и 2, T1 и T2 - температуры в них соответственно.
Подставим значения в формулу:
300 / 275 = p2 / 295
300 / 275 = 900 / 295
1.091 = 3.051
Таким образом, отношение давления газа к его температуре составляет 1.091 к 3.051.
Теперь мы можем использовать закон Гей-Люссака, чтобы найти температуру Tu нового состояния газа после соединения сосудов.
p1 / T1 = p / Tu
где p - давление газа после соединения сосудов.
Теперь найдем p:
p = p1 + p2
p = 300 + 900
p = 1200 кПа
Теперь подставим значения в формулу:
300 / 275 = 1200 / Tu
275 * 1200 = 300 * Tu
330000 = 300 * Tu
Решаем уравнение:
Tu = 330000 / 300
Tu = 1100 К
Таким образом, температура воздуха после соединения сосудов будет равна 1100 К.