На сколько изменится давление газа в цилиндре, если его объем уменьшить путем смещения поршня на 1/3 высоты цилиндра?

Тема урока: Закон Бойля

Разъяснение: Задача основана на законе Бойля, который устанавливает обратную пропорциональность между давлением и объемом идеального газа при постоянной температуре. Закон Бойля формулируется следующим образом: "При неизменной температуре количество газа и его температура, давление и объем газа обратно пропорциональны".

Если мы уменьшаем объем газа путем смещения поршня на 1/3 от высоты цилиндра, то новый объем газа будет равен 2/3 от исходного объема. Согласно закону Бойля, давление газа обратно пропорционально его объему, поэтому мы можем использовать пропорцию для нахождения нового давления:

Исходное давление * Исходный объем = Новое давление * Новый объем

Подставляя значения, получаем:

P * V = P" * V"

где P - исходное давление, V - исходный объем, P" - новое давление, V" - новый объем.

Опуская символы, имеем:

P * V = P" * (2/3 * V)

Решая уравнение, находим новое давление:

P" = (P * V) / (2/3 * V) = 3/2 * P

Таким образом, давление газа увеличится в 1,5 раза при уменьшении объема на 1/3.

Пример:
Исходное давление газа в цилиндре равно 3 атмосферы. Если мы уменьшаем объем цилиндра путем смещения поршня на 1/3 от высоты цилиндра, то новое давление будет равно:

P" = (3 * 1) / (2/3 * 1) = 4,5 атмосферы.

Совет: Для лучшего понимания задачи и закона Бойля, рекомендуется ознакомиться с материалом на тему газовых законов и их применения в физике. Также полезно провести практические эксперименты или иллюстрации, чтобы визуализировать происходящие изменения в газе при изменении объема и давления.

Закрепляющее упражнение: Если объем газа увеличивается в три раза, как изменится давление газа, если температура остается неизменной? (Ответ с обоснованием)