Яку роботу зробить система під час нагрівання повітря в циліндрі зі сталою тиском з 10 °C до 20 °C, якщо об єм повітря

Тема: Идеальный газ и закон Шарля

Объяснение:
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Шарля, который устанавливает пропорциональность между объемом газа и его температурой при постоянном давлении. В математической форме этот закон записывается следующим образом:

\[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \]

Где V1 и T1 - начальное значение объема и температуры газа, V2 и T2 - конечное значение объема и температуры газа.

Для решения задачи нам известны начальный объем газа (V1 = 2 м3), начальная температура (T1 = 10 °C = 283 К), конечная температура (T2 = 20 °C = 293 К) и давление газа (P = 0,2 МПа = 2 * 10^5 Па).

Мы можем использовать закон Шарля для определения конечного объема газа (V2). Подставив известные значения в формулу, получим:

\[ \frac{2}{283} = \frac{V2}{293} \]

Умножим обе части уравнения на 293, чтобы избавиться от знаменателя:

\[ 2 \times 293 = V2 \times 283 \]

\[ V2 = \frac{2 \times 293}{283} \]

\[ V2 \approx 2,08 \: м^3 \]

Таким образом, конечный объем газа составляет около 2,08 м^3.

Совет: Для более глубокого понимания закона Шарля, рекомендуется изучить газовое состояние в физике и основные законы идеального газа.

Упражнение:
Дана система, состоящая из газа, начальный объем которого равен 3 м^3, а начальная температура равна 30 °C. При увеличении температуры до 100 °C, объем газа увеличивается до 5 м^3. Какое давление будет оказывать газ в системе? (Предположите, что давление газа осталось постоянным)