Какой будет объем выхлопного газа в атмосфере, когда его температура упадет с 1000°C до 0°C, если объем цилиндра

Тема: Идеальный газовый закон

Инструкция: Для решения данной задачи, мы можем использовать Идеальный газовый закон, который устанавливает связь между давлением, объемом, температурой и количеством вещества газа. Формула Идеального газового закона имеет вид: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

В этой задаче, известны объем цилиндра в двигателе и давление газа в цилиндре в начальном состоянии, а также начальная и конечная температуры газа. Мы должны найти конечный объем газа в атмосфере.

Для решения данной задачи, мы используем Идеальный газовый закон и записываем его в виде:

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

Где P₁ - начальное давление газа, V₁ - начальный объем газа, T₁ - начальная температура газа, P₂ - давление атмосферы, V₂ - конечный объем газа, T₂ - конечная температура газа.

Подставив известные значения и относящиеся к масштабу величины, можно решить уравнение и вычислить конечный объем газа.

Например:
Задача: Какой будет объем выхлопного газа в атмосфере, когда его температура упадет с 1000°C до 0°C, если объем цилиндра в двигателе внутреннего сгорания составляет 940 см³, а давление газа в цилиндре равно 0,5 МПа и давление атмосферы составляет 100 кПа?

Решение:
P₁ = 0,5 МПа = 500 кПа
V₁ = 940 см³
T₁ = 1000°C + 273,15 = 1273,15 К
P₂ = 100 кПа
T₂ = 0°C + 273,15 = 273,15 К
V₂ = ?

Используя формулу, запишем:
(500 кПа * 940 см³) / 1273,15 К = (100 кПа * V₂) / 273,15 К

Выражая V₂, получаем:
V₂ = (500 кПа * 940 см³ * 273,15 К) / (100 кПа * 1273,15 К)
V₂ ≈ 1160,74 см³

Таким образом, объем выхлопного газа в атмосфере будет приблизительно 1160,74 см³.

Совет: При решении задач, связанных с Идеальным газовым законом, важно правильно привести все значения к одной системе единиц измерения. Также следует помнить о константе R, которая обычно имеет различные значения в разных системах единиц измерения. Обратите внимание на приведенный пример использования для понимания конкретных шагов решения задачи.

Задание для закрепления:
Какой объем займет газ, если его давление увеличится в 3 раза, а температура уменьшится в 2 раза, при постоянном количестве газа? (Используйте значения: P₁ = 200 кПа, V₁ = 500 мл, T₁ = 300 К)