При какой температуре объем газа будет равен 2 м3, если его температура изменилась на 546°С при прежнем давлении?
При какой температуре объем газа будет равен 2 м3, если его температура изменилась на 546°С при прежнем давлении?
08.12.2023 02:03
Написать свой ответ:
Объяснение: В соответствии с законом Гей-Люссака для идеального газа, при неизменном давлении объем газа пропорционален его температуре в абсолютной шкале. Формула, которая описывает эту зависимость, выглядит следующим образом:
V₁/T₁ = V₂/T₂,
где V₁ и T₁ - начальные значения объема и температуры газа, а V₂ и T₂ - конечные значения объема и температуры газа.
В этой задаче нам известны начальный объем и температура газа (V₁ = ??? м³, T₁ = ??? K), а также изменение температуры (ΔT = 546°C). Мы хотим найти конечный объем газа (V₂ = 2 м³).
Чтобы решить эту задачу, нам необходимо сначала выразить начальную температуру газа в абсолютной шкале. Для этого можно воспользоваться формулой преобразования температур:
T(K) = T(°C) + 273.15.
После этого мы можем использовать закон Гей-Люссака, подставив известные значения в формулу и решив ее относительно конечного объема газа.
Пример:
Исходя из условий задачи, начальный объем газа V₁ = ??? м³, начальная температура газа T₁ = ??? K, изменение температуры ΔT = 546°C, конечный объем газа V₂ = 2 м³. Подставляя эти значения в соответствующую формулу, получаем:
V₁/T₁ = V₂/T₂
V₁/(T₁ + ΔT + 273.15) = V₂/T₂
Подставляем известные значения:
V₁/(T₁ + 546 + 273.15) = 2/T₂
Из этого уравнения можно найти конечную температуру газа T₂.
Совет: Чтобы легче понять закон Гей-Люссака и формулы, связанные с ним, полезно ознакомиться с понятием абсолютной шкалы температур (Кельвин). Также рекомендуется усвоить правила преобразования температур из шкалы Цельсия в Кельвины.
Практика: Начальный объем газа равен 3 м³ при температуре 27°C. Какой будет конечный объем газа, если его температура увеличится на 100°C при неизменном давлении? (Ответ округлите до двух десятичных знаков).
Разъяснение: Закон Шарля описывает зависимость между объемом газа и его температурой при постоянном давлении. Согласно этому закону, при постоянном давлении, объем газа пропорционален его температуре в абсолютной шкале (в Кельвинах).
Для решения этой задачи мы должны преобразовать заданную температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого необходимо добавить 273 к заданной температуре. В данном случае, мы имеем температурные изменения на 546°С, поэтому температура в Кельвинах равна: 546 + 273 = 819 K.
Теперь, чтобы найти объем газа при новой температуре, мы можем использовать соотношение пропорциональности Закона Шарля, записанное следующим образом:
(V1 / T1) = (V2 / T2),
где V1 и T1 - исходный объем и температура газа, V2 и T2 - новый объем и температура газа.
Мы знаем, что исходный объем газа равен 2 м3 и исходная температура газа равна 273 K (изначальная температура в Кельвинах). Заменив эти значения в уравнение Закона Шарля, мы получим:
(2 / 273) = (V2 / 819).
Далее, мы можем решить это уравнение, умножив обе стороны на 819:
(2 / 273) * 819 = V2,
V2 ≈ 6 м3.
Таким образом, при изменении температуры газа на 546°С при прежнем давлении, его объем станет равным примерно 6 м3.
Совет: Для успешного решения задач по Закону Шарля, важно всегда преобразовывать температуру из градусов Цельсия в Кельвины, так как Закон Шарля оперирует с абсолютной шкалой температуры.
Дополнительное упражнение: При заданной исходной температуре газа равной 273 К и известном начальном объеме газа равным 4 м3, найдите конечный объем газа, если температура газа увеличилась на 100 К при прежнем давлении.