Вопрос школьника
Идеальный газ сжимают изотермически так, что давление изменяется в n = 3 раза. На сколько при этом изменяется объём, занимаемый газом, если его начальный объём был равен V1 = 6*10^-3 м3?
Ответ от учителя
Изотермический процесс означает, что температура газа остается постоянной во время сжатия. Это возможно только при условии, что сжатие происходит медленно и контролируется таким образом, чтобы тепло, выделяющееся при сжатии, могло быть отводимо из системы.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT можно выразить объем V как V = nRT/P, где P — давление, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
Поскольку температура остается постоянной, то V1/T = V2/T, где V1 и V2 — начальный и конечный объемы газа соответственно.
Таким образом, V2 = V1 * P1/P2, где P1 и P2 — начальное и конечное давления газа соответственно.
Поскольку давление изменяется в 3 раза, то P2 = P1/3.
Тогда V2 = V1 * P1/(P1/3) = 3V1.
Итак, при изотермическом сжатии идеального газа, давление изменяется в 3 раза, а объем уменьшается в 3 раза. Если начальный объем газа равен V1 = 6*10^-3 м3, то конечный объем будет равен V2 = 3V1 = 18*10^-3 м3.
