До какой температуры (в Кельвинах) нужно охладить идеальный газ, взятый изначально при 450 К, чтобы его внутренняя

Тема урока: Изменение внутренней энергии идеального газа

Объяснение:
Внутренняя энергия идеального газа напрямую связана с его температурой. Изменение внутренней энергии газа связано с изменением его температуры.

Газ можно охладить до желаемой температуры, используя закон Шарля (закон Гей-Люссака), который устанавливает пропорциональность между температурой и объемом газа при постоянном давлении (в предположении, что количество газа и его состав остаются постоянными).

Для ответа на задачу нам необходимо использовать закон Шарля, который выглядит следующим образом:

\( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \)

Где \( V_1 \) и \( T_1 \) - начальный объем и начальная температура газа, \( V_2 \) и \( T_2 \) - конечный объем и конечная температура газа.

Для того чтобы внутренняя энергия газа уменьшилась втрое, конечная температура должна быть в 3 раза ниже начальной температуры. Таким образом, мы можем записать уравнение:

\( \frac{V_1}{450} = \frac{V_2}{T_2} \)

Так как мы ищем конечную температуру в Кельвинах, мы можем записать уравнение:

\( \frac{V_1}{450} = \frac{V_2}{T_2 + 273} \)

Теперь мы можем решить это уравнение, чтобы найти конечную температуру.

Демонстрация:

Задано начальное значение температуры \( T_1 = 450 \) К.

\( T_2 = \frac{V_2}{\frac{V_1}{450}} - 273 \)

Предположим, что значение объема \( V_1 \) равно 100 литрам, а мы хотим найти конечное значение температуры \( T_2 \), при котором внутренняя энергия газа уменьшится втрое.

\( T_2 = \frac{V_2}{\frac{100}{450}} - 273 \)

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить закон Шарля и другие законы идеального газа. Также полезно понимать основные единицы измерения температуры, такие как Кельвины, Цельсии и Фаренгейты.

Упражнение:
Если начальная температура идеального газа равна 300 К, при какой конечной температуре внутренняя энергия газа уменьшится втрое, если начальный объем газа равен 50 литрам?