Яка початковий об єм газу, якщо він розширюється ізобарно при тиску 2*10^5 Па і виконує роботу 0.2 кДж, а його кінцевий

Тема: Работа и объем газа

Объяснение: Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон газовых состояний – закон Бойля-Мариотта. Этот закон гласит, что при изобарном процессе, когда давление газа не меняется, объем газа обратно пропорционален его начальному объему. Мы можем использовать следующую формулу для решения задачи:

P₁V₁ = P₂V₂

где P₁ и V₁ – начальное давление и объем газа, соответственно, P₂ и V₂ – конечное давление и объем газа, соответственно.

Мы знаем, что начальное давление P₁ = 2 * 10^5 Па, конечный объем V₂ = 2.5 * 10^-3 м^3, и работу W = 0.2 кДж = 0.2 * 10^3 Дж.

Давление P₂ мы можем оставить как неизвестную переменную, так как оно не меняется в процессе.

Итак, мы можем переписать формулу следующим образом:

P₁V₁ = P₂V₂

Подставляем известные значения:

(2 * 10^5 Па) * V₁ = P₂ * (2.5 * 10^-3 м^3)

Теперь мы можем решить это уравнение, изолируя V₁:

V₁ = (P₂ * (2.5 * 10^-3 м^3)) / (2 * 10^5 Па)

Мы можем выразить P₂, используя соотношение работы и объема:

W = P₂ * (V₂ - V₁)

0.2 * 10^3 Дж = P₂ * ((2.5 * 10^-3 м^3) - V₁)

Теперь мы можем решить это уравнение относительно V₁, подставить найденное значение V₁ в первое уравнение и вычислить начальный объем газа.

Пример использования:
Мы имеем начальное давление P₁ = 2 * 10^5 Па, конечный объем V₂ = 2.5 * 10^-3 м^3, работу W = 0.2 кДж = 0.2 * 10^3 Дж. Найдем начальный объем газа.

Совет: Чтобы лучше понять закон Бойля-Мариотта и подобные законы, полезно проводить эксперименты с газами или наблюдать их в реальной жизни. Визуализация может помочь вам запомнить формулы и понять, как эти законы работают.

Упражнение: Предположим, что начальное давление газа P₁ = 3 * 10^5 Па, конечный объем V₂ = 2 * 10^-3 м^3 и работа W = 0.3 кДж = 0.3 * 10^3 Дж. Найдите начальный объем газа.