Если при неизменной температуре давление газа увеличить в 2 раза его объем при этом

Обновлено: 05.07.2024

Бойль нашел математическое соотношение между давлением и объемом данной массы газа. Однако Мариотт сделал существенное дополнение к его исследованием, в результате появился закон Бойля Мариотта. Суть его сводится к следующему: объем данной массы газа обратно пропорционален давлению при условии постоянства температуры. Другой способ выражения того же закона: произведение давления на объем есть величина постоянная для данной массы газа при неизменной температуре.

Формулы закона Бойля Мариотта

P1/P2=V2/V1

P1V1=P2V2

При пользовании этими формулами безразлично, в каких единицах вы будете измерять объем и давление, лишь бы оба объема и оба давления были измерены в одинаковых единицах. Например, если одно давление измерено в килограммах на квадратный сантиметр, то в тех же единицах должно быть измерено и другое давление. Если один объем измерен в кубических сантиметрах, то так же должен быть измерен и другой.

Применение закона Бойля Мариотта в быту

Пылесос состоит главным образом из вентилятора, приводимого в движение электромотором. Вентилятор выталкивает воздух своими лопастями и создает за ними разреженное пространство. Так как воздух, который из-за разности давлений внутри и снаружи устремляется по трубке в камеру вентилятора, проходит через ковер, то пыль уносится с ковра. В некоторых пылесосах применяется, кроме того, вращающаяся щетка, подметающая и выбивающая ковер. Воздух, прошедший вентилятор, поступает в мешок или другой отстойник для пыли и грязи, которые потом могут быть опорожнены различными способами в зависимости от типа пылесоса.

Водолазные колокола и водолазные костюмы. Когда водолазный колокол погружается в воду, воздух тоже сжимается, но при помощи компрессора, находящегося снаружи. Воздух нагнетается под колокол, поэтому вода совсем не входит в колокол. При этом необходимо все время накачивать в колокол свежий воздух в количестве, необходимом для работающих там людей. Излишек воздуха будет пузырями вырываться наружу. Важной частью водолазного костюма является шлем, который привинчивается к верхней части водонепроницаемого костюма. Обычно шлем снабжают воздухом таким же образом, как водолазный колокол. В некоторых типах костюмов водолаз имеет при себе собственный запас сжатого воздуха.

Одно из своеобразных проявлений закона Бойля — наше дыхание. Когда мускулы, сокращаясь, тянут диафрагму вниз, объем пространства, где помещаются легкие, увеличивается, отчего давление внутри становится меньше наружного. В результате воздух из пространства с большим давлением поступает в легкие, где давление меньше. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем легочного пространства и делает давление внутри легких большим наружного. Поэтому воздух и ненужные газы выходят из легких.

T.
Поэтому, при увеличении объёма в 2 раза, температура тоже увеличивается в 2 раза.

По формуле Клапейрона-Менделеева следует:
pV=JRT
По нашим данным давление (p=const) не изменилось
А Объем газа увеличился в 2 раза т.е. V2=2V1
Из формулы находим прямо-пропорциональную зависимость температуры от изменения объема при постоянном давлении, что полностью соответствует нашему условию, значит
Если V увеличился в 2 раза то и Т тоже увеличилась в 2 раза

Новые вопросы в Физика

1)нарисовать график: ax, Ux, Sx, x 2)Найти ax 3) Найти проекцию перемещения за 10 секунд; Найти Sx(t) и перемещение за 10 секунд Просьба написать отве … т развёрнуто

Дан график зависимости силы тяжести от высоты над поверхностью Земли. Вычислите силу тяжести, соответсвующую точке A графика (R - радиус Земли).

На горизонтальной поверхности лежит однородный шар диаметром D = 1,0 м и массой m1 = 1,0 т. Над центром шара расположено небольшое тело на высоте Н = … 1,5 м от горизонтальной поверхности (см. рис.). Если модуль силы гравитационного притяжения, действующей на тело со стороны шара, F = 1,4 мкН, то масса m2 тела равна . КГ.

На каком расстоянии друг от друга находятся два одинаковых шара массами по 10т, если сила тяготения между ними 6,67•10-9H? Тело движется по окружност … и радиусом 5 м со скоростью 15 м/с.Чему равна частота обращения? Вычислите первую космическую скорость у поверхности Луны

В стеклянной колбе 100г нагрели 1,5л серной кислоты от 20 градусов до 70. Какое количество теплоты получили кастрюля и масло? Плотность серной кислоты … 1800 кг/м3

Дано:Е1=39 ВЕ2=17 ВЕ3=15 ВR1=15 ОмR2= 13 ОмR3=6 ОмR4=33 ОмR5=3 ОмR6=12 ОмR7=9 ОмПостроить потенциальную диаграмму

СРОЧНО СРОЧНО СРОЧНО выскажи свои соображения о строении вещества

Пустой цилиндр с площадью поперечного сечения 2,5 м² плавает в керосине. Чтобы цилиндр плавает в воде с той же осадки в него нужно положить груз массо … й 100 кг. Визначте массу цилиндра и Глубина его занурення.Густина Керосина 800 кг / м³Помогите пожалуйста отмечу как самый лучший ответ.

Во сколько раз изменяется давление идеального газа при уменьшении объёма идеального газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза?

Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением

Следовательно, при уменьшении объёма газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза давление газа увеличится в 8 раз.

а при решении можно было использовать формулу pV/T=const?

Да, можно и так сказать. Все газовые законы — следствия уравнения Клапейрона-Менделеева, написанный Вами закон выполняется для фиксированного количества вещества. Поскольку в задаче количество газа не изменяется, для решения можно использовать и это соотношение.

В сосуде под поршнем находится идеальный газ. Если при нагревании газа его давление остается постоянным, то как изменятся величины: объем газа, его плотность и внутренняя энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объем газа

Плотность газа

Внутренняя энергия газа

Идеальный газ в сосуде нагревается изобарически. Следовательно, согласно закону Гей-Люссака объем газа увеличивается. Плотность обратно пропорциональна объему, и так как количество газа не меняется, плотность газа уменьшается. Внутренняя энергия фиксированного количества идеального газа зависит только от температуры. При повышении температуры внутренняя энергия идеального газа увеличивается

При неизменной плотности одноатомного идеального газа давление этого газа увеличивают в 4 раза. Во сколько раз изменяется при этом среднеквадратичная скорость движения его атомов?

Давление идеального газа можно найти по формуле Концентрация равна где — масса всего газа. Следовательно, концентрация, также как и плотность газа, остаётся постоянной. Средняя кинетическая энергия атомов газа где — масса атомов газа. Подставим выражение для в уравнение для и выразим квадрат средней скорости.

Среднеквадратичная скорость движения атомов равна корню из среднего квадрата скорости атомов Следовательно, при увеличении давления в 4 раза среднеквадратичная скорость движения атомов газа возрастёт в 2 раза.

В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как при охлаждении сосуда с газом изменятся величины: давление газа, его плотность и внутренняя энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Давление газа

Плотность газа

Внутренняя энергия газа

Идеальный газ в сосуде охлаждается изохорно. Следовательно, согласно закону Шарля давление газа уменьшается. Плотность газа не изменяется, так как объем, занимаемый газом и его количество не меняются. Внутренняя энергия фиксированного количества идеального газа зависит только от температуры. При понижении температуры внутренняя энергия идеального газа уменьшается

Здравствуйте я пиши не ради того чтобы узнать ответ на вопрос или сообщить об ошибки , а о том на сколько я признателен вам и этому сайту за проделанную работу , благодаря вашему сайту мои знания в области физики значительно стали лучше и за это вам огромное спасибо. Спасибо что вы есть !!(Я не знал куда написать слова благодарности поэтому и написал в коментарий под данной задачей )

Спасибо за то что вы делаете эту работу и помогаете простым школьникам вроде меня , Большое спасибо .

Очень приятно. А в целом, тут заготовлен целый раздел для приема благодарностей, называется "Сказать спасибо!"

в формуле U=(i/2)vRT, что значит символ i?

--- число степеней свободы

Извините но плотность газа обратна пропорциональна температуре и прямо пропорциональна давлению по формуле:

Р =давление *на молярную массу / R T

Сама плотность, есть отношение массы и объема, объем не изменился.

В результате некоторого процесса концентрация молекул идеального одноатомного газа повышается. При этом среднеквадратичная скорость молекул остаётся прежней. Как в результате этого процесса изменяются давление газа и внутренняя энергия газа? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

1. Давление газа. Из основного уравнения идеального газа Так как средняя квадратичная скорость не меняется, а концентрация увеличивается, то давление увеличивается.

2. Внутренняя энергия газа. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа равна Поскольку средняя квадратичная скорость постоянна, то температура газа не меняется; количество вещества не меняется, поэтому и внутренняя энергия остаётся неизменной.

Одноатомный идеальный газ неизменной массы совершает положительную работу в изотермическом процессе. Как изменяются в этом процессе объем, давление и внутренняя энергия газа? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под со-ответствующими буквами.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объём газа

Давление газа

Внутренняя энергия газа

Поскольку газ совершает положительную работу, его объем увеличивается. Процесс изменения состояния газа изотермический, а значит, согласно закону Бойля-Мариотта, величина должна оставаться постоянной. Таким образом, давление газа уменьшается в ходе этого процесса. Наконец, внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре: следовательно, внутренняя энергия в этом процессе не изменяется.

Дан неправильный ответ 231 задача N83 "Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся " В.А.Орлов,М.Ю.Демидова. ЕГЭ-2013

Данная задача решена правильно. Еще раз сверьте условие, может в предложенной Вами книге порядок вопросов отличается?

Уважаемый Алексей! Да, действительно, по крайней мере, в сборнике «Универсальные материалы для подготовки учащихся. ЕГЭ-2011 Физика», В.А.Орлов, М.Ю.Демидова и др., - есть аналогичная задача (N 83). Только, в условии задачи в указанном сборнике, возможные характеры изменения соответствующих величин (А – объёма газа, Б – давления газа, В – внутренней энергии газа) , в отличие от условия задачи на данном сайте, нумеруются следующими цифрами: 1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается.

Спасибо! Теперь все встало на свои места.

Постоянное количество идеального газа охлаждается так, что его давление изменяется прямо пропорционально температуре. Как в этом процессе изменяются следующие физические величины: объем газа; внутренняя энергия газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Уравнение состояния идеального газа: По условию давление изменяется прямо пропорционально температуре: значит, объём газа не изменялся.

Процесс, происходящий при постоянном объеме — изохорный процесс. При этом процессе газ не совершает работы, а внутренняя энергия т. е. изменение внутренней энергии пропорционально изменению температуры. По условию газ охлаждается, значит, внутренняя энергия газа уменьшается.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2, график которого изображён на рисунке в координатах V–T (V — объём и T — абсолютная температура газа). Как изменяются в ходе этого процесса внутренняя энергия газа и его давление?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.

Внутренняя энергия фиксированного количества идеального газа зависит только от температуры, т.е. уменьшение температуры приведет к уменьшению внутренней энергии газа.

На графике изображен изобарный процесс, т.к. следовательно, давление газа остается постоянным.

На графике зависимости объёма V от абсолютной температуры Т изображён процесс перехода идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 2. Известно, что масса газа в этом процессе не изменялась. Как изменились при этом переходе плотность и давление газа?

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

А) плотность газа

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Так как формула для плотности газа имеет вид то увеличение объёма приводит к уменьшению плотности.

Уравнение состояния: Из графика видно, что объем и температура изменяются линейным образом, а значит давление в этом процессе не изменится.

Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как изменяются при этом объём газа и его внутренняя энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

На графике представлен изотермический процесс. При изотермическом процессе внутренняя энергия системы не меняется, а при уменьшении давления объем газа увеличивается.

На рисунке показан график зависимости модуля среднеквадратичной скорости V_ср.кв. атомов одноатомного идеального газа от объёма V газа в некотором процессе 1→2. Количество атомов газа в течение этого процесса не изменяется.

На основании анализа представленного графика выберите все верные утверждения.

1) В процессе 1→2 газ совершает положительную работу.

2) В процессе 1→2 внутренняя энергия газа уменьшается.

3) В процессе 1→2 давление p газа возрастает прямо пропорционально объёму V газа.

4) В процессе 1→2 газ отдаёт некоторое количество теплоты окружающим телам.

5) Процесс 1→2 является изобарическим.

1) В процессе 1→2 объем газа увеличивается, значит, газ совершает положительную работу. Утверждение 1 — верно.

2) Среднеквадратичная скорость газа в процессе увеличивается, значит, увеличивается и внутренняя энергия. Утверждение 2 — неверно.

3) Среднеквадратичная скорость связана с давлением как

В изображенном процессе среднеквадратичная скорость возрастает прямо пропорционально объему газа, значит, давление газа будет также возрастать прямо пропорционально объему газа. Утверждение 3 — верно.

4) В процессе 1→2 внутренняя энергия газа увеличивается и газ совершает положительную работу. Согласно первому началу термодинамики к газу подводится некоторое количество теплоты. Утверждение 4 — неверно.

5) Давление газа увеличивается, процесс не является изобарическим. Утверждение 5 — неверно.

Процесс, происходящий с идеальным газом, представлен на графике зависимости концентрации газа от его давления. При проведении опыта количество вещества оставалось постоянным. Постройте график зависимости давления от объёма для этого процесса. Опишите данные процессы опираясь на известные законы.

Концентрация газа связана с объёмом соотношением По условию количество молекул газа оставалось постоянным

В процессе 1–2 концентрация, а следовательно, и объём оставались неизменными, т. е. процесс был изохорным. Этому процессу на pV-диаграмме соответствует вертикальная линия. Как видно из графика, давление при этом изменилось от 2 до 4 единиц.

В процессе 2–3 выполняется соотношение а значит, — это закон Бойля — Мариотта, т. е. процесс был изотермический. Этому процессу на pV-диаграмме соответствует гипербола. Давление в процессе 2–3 изменилось от 4 до 8 единиц, т. е. увеличилось в 2 раза, следовательно, объём в процессе 2–3 уменьшился в 2 раза.

В итоге график выглядит следующим образом:

Источник: ЕГЭ 28.06.2018. Резервный день. Вариант 1 (Часть С)

На VT-диаграмме изображён процесс перехода одного моля идеального газа из состояния 1 в состояние 2.

Определите, как при этом переходе изменяются давление газа и плотность газа. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Из диаграммы видно, что процесс изотермический. При увеличении объёма в изотермическом процессе давление газа уменьшается.

Плотность газа уменьшается с увеличением его объёма.

В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится идеальный газ. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться без трения. Давление снаружи атмосферное. Сосуд с газом нагревают так, что температура газа повышается. Как изменятся в результате этого объём газа в сосуде и внутренняя энергия газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объём газа в сосуде

Внутренняя энергия газа

Температура газа увеличивается, так как сосуд с поршнем, то давление газа в сосуде будет постоянным, значит, объем газа будет увеличиваться. А следовательно, внутренняя энергия газа тоже увеличивается.

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203

В закрытом сосуде объёмом 8,3 литра находится одноатомный идеальный газ при температуре 127 °C. Начиная с момента времени t = 0 давление p газа изменяется так, как показано на приведённом графике.

На основании анализа графика выберите все верные утверждения.

1) Количество теплоты, переданное газу за первые 10 минут, равно 74,7 Дж.

2) Работа газа за первые 10 минут больше, чем работа газа за следующие 10 минут.

3) Изменение внутренней энергии газа за первые 20 минут равно 149,4 Дж.

4) В момент времени t = 25 мин температура газа станет равной 407,5 °С.

5) По заданным в задаче параметрам определить число молей газа в сосуде не представляется возможным.

Сосуд закрытый, поэтому объём газа не будет меняться. Количество теплоты, переданное газу за первые 10 минут, равно:

Значит, 1 утверждение верно.

В изохорном процессе работа газа равна нулю (за любой промежуток времени). Значит, утверждение 2 неверно.

Изменение внутренней энергии газа за первые 20 минут равно:

Значит, 3 утверждение верно.

В момент времени t = 25 мин температура газа по закону Шарля станет:

Значит, утверждение 4 неверно.

Из уравнения Клапейрона — Менделеева найдём число молей в газе

Значит, утверждение 5 неверно.

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203

В двух сосудах (1) и (2) объёмом V₀ каждый находятся одинаковые идеальные одноатомные газы. Исходные состояния этих газов соответствуют точкам А и В на VT-диаграмме (см. рисунок). Известно, что сначала давление в обоих сосудах одинаковое. Затем из исходных состояний газы переводят в новые конечные состояния А' и В'.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) В исходном состоянии концентрация молекул газа в сосуде (1) равна концентрации молекул газа в сосуде (2).

2) В конечном состоянии средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа в сосуде (1) больше средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа в сосуде (2).

3) Масса газа в сосуде (1) больше массы газа в сосуде (2).

4) Изменение внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (1), при его переходе из состояния А в состояние А' равно изменению внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (2), при его переходе из состояния В в состояние В'.

5) Работа, совершённая газом, находящимся в сосуде (1) в процессе А→А', больше работы, совершённой газом, находящимся в сосуде (2) в процессе В→В'.

1) Из условия задачи следует, что в начальный момент времени давление и объем в сосудах были одинаковы, а температура во втором сосуде в 2 раза больше, чем в первом сосуде. Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона

откуда следует, что масса газа в первом сосуде в 2 раза больше, чем во втором. Утверждение 3 — верно.

Концентрация частиц может быть найдена как

Таким образом, концентрация газа в первом сосуде в 2 раза больше, чем во втором. Утверждение 1 — неверно.

2) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одноатомного идеального газа связана с его абсолютной температурой соотношением: В конечном состоянии температура газа выше во втором сосуде, а значит, частицы газа в этом сосуде обладают большей средней кинетической энергией. Утверждение 2 — неверно.

4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре

Учитывая, что в первом сосуде газа находится больше, внутренняя энергия в обоих сосудах изменилась на одинаковую величину. Утверждение 4 — верно.

5) Как видно из графика, в обоих сосудах происходит изобарный процесс, в котором работа газа может быть вычислена по формуле

Первоначальное давление в обоих сосудах равно, а объем изменился на одну и ту же величину. Таким образом, работа, совершённая газом, находящимся в сосуде (1) в процессе А→А', равна работе, совершённой газом, находящимся в сосуде (2) в процессе В→В'. Утверждение 5 — неверно.

Читайте также: