Находящийся в вертикальном теплоизолированном цилиндре гелий, запертый поршнем массой т, имеет начальную температуру

Тема урока: Изохорный процесс газа

Пояснение: Изохорный процесс - это процесс, при котором объем газа постоянен. В данной задаче гелий находится в теплоизолированном цилиндре, поэтому теплообмен с окружающей средой не учитывается.

Для решения задачи мы можем использовать закон Гей-Люссака, который гласит:

\( \frac{{P_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2}}{{T_2}} \),

где \( P_1 \) и \( P_2 \) - начальное и конечное давление соответственно, \( T_1 \) и \( T_2 \) - начальная и конечная температура соответственно.

Так как объем газа постоянен, то начальное и конечное давление будут одинаковыми, и формула упростится до:

\( \frac{{T_1}}{{T_2}} = 1 \).

Решая данное уравнение, мы получим конечную температуру \( T_2 = T_1 \), то есть конечная температура гелия такая же, как и его начальная температура.

Доп. материал:
Задача: Находящийся в вертикальном теплоизолированном цилиндре гелий, запертый поршнем массой 0,5 кг, имеет начальную температуру 260 К. Появляется равновесие после того, как на поршень мгновенно накладывается груз, масса которого равна массе поршня. Какой будет конечная температура гелия?
Ответ: Конечная температура гелия будет 260 К.

Совет: Для лучшего понимания изохорных процессов, рекомендуется изучить также другие типы процессов, включая изобарные и изотермические процессы. Это поможет углубить понимание законов газов и их применение в различных условиях.

Дополнительное упражнение:
Подбросили мяч массой 0,2 кг на высоту 5 метров. Определите, какую температуру будет иметь газ, находящийся внутри мяча, после его падения на землю. Объем газа остается постоянным. Начальная температура газа равна 300 К. (примите, что теплообмен с окружающей средой и трение не учитываются).