Какое будет давление, когда сжатый адиабатический воздух, находящийся под давлением 1 атм, остывает до первоначальной

Содержание: Адиабатическое сжатие и расширение

Разъяснение: Адиабатическим процессом называется процесс, в котором не происходит теплообмена между системой и окружающей средой. При адиабатическом сжатии газа его температура уменьшается, а при адиабатическом расширении - увеличивается. В данной задаче мы имеем дело с адиабатическим сжатием воздуха.

Для решения задачи воспользуемся законом Бойля-Мариотта, который устанавливает обратную зависимость между давлением и объемом газа:

P₁V₁^γ = P₂V₂^γ,

где P₁ и V₁ - начальное давление и объем газа, P₂ и V₂ - конечное давление и объем газа, γ - показатель адиабаты.

В данной задаче газ сжимается до первоначальной температуры, следовательно, конечное давление P₂ равно начальному давлению P₁, а объем V₂ равен начальному объему V₁.

Из уравнения можно выразить конечное давление P₂:

P₂ = P₁ * (V₁/V₂)^γ.

Поскольку объем газа V₂ равен объему V₁, конечное давление P₂ будет равно начальному давлению P₁.

Таким образом, давление останется неизменным, равным 1 атмосфере.

Демонстрация: Задача решена. При адиабатическом сжатии воздуха его давление остается неизменным, равным 1 атмосфере.

Совет: Для лучшего понимания адиабатических процессов рекомендуется изучать законы термодинамики и уравнения состояния газа, такие как уравнение Бойля-Мариотта. Также полезно понимание влияния различных параметров, таких как объем, давление и температура, на состояние газа.

Практика: Если адиабатически расширяющийся газ с объемом 2 л и давлением 2 атм охлаждается до половины исходной температуры, какое будет конечное давление газа? Используйте закон Бойля-Мариотта для решения.