Какое изменение произошло в давлении газа, когда его внутренняя энергия уменьшилась на 15 кДж в закрытом герметичном

Тема: Идеальный газ и изменение давления

Объяснение: Чтобы понять, какое изменение произошло в давлении газа, когда его внутренняя энергия уменьшилась на 15 кДж в закрытом герметичном сосуде объемом 50 л, содержащем идеальный газ, мы можем использовать закон Гей-Люссака и уравнение состояния идеального газа.

Закон Гей-Люссака утверждает, что при постоянном объеме и количестве вещества давление идеального газа пропорционально его абсолютной температуре. Уравнение состояния идеального газа можно записать следующим образом: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа.

Если внутренняя энергия газа уменьшается, то абсолютная температура газа также снижается. Поэтому, используя закон Гей-Люссака, мы можем сказать, что давление газа также уменьшится.

Применим формулу, чтобы найти изменение давления. Поскольку объем сосуда и количество вещества остаются постоянными, мы можем записать уравнение следующим образом: P1/T1 = P2/T2, где P1 - исходное давление, T1 - исходная температура, P2 - измененное давление, T2 - измененная температура.

Подставляя значения в формулу, мы можем решить уравнение и найти изменение давления.

Пример использования: Если исходное давление газа равно 2 атмосферам, а исходная температура равна 300 К, а измененная температура составляет 270 К, мы можем решить уравнение: 2/300 = P2/270. Раскрывая скобки, получаем P2 = (2 * 270) / 300 = 1.8 атмосфер.

Совет: Для лучшего понимания темы идеального газа и изменения давления, вы можете провести эксперимент с использованием шприца или капельницы, наполненных воздухом. Измерьте давление и температуру до и после изменения внутренней энергии и наблюдайте, как это влияет на давление газа.

Упражнение: Если объем сосуда содержащего идеальный газ равен 20 л, а его давление составляет 3 атмосферы, а внутренняя энергия газа увеличивается на 25 кДж, то какое изменение произойдет в его температуре?