При уменьшении температуры газа его давление

Задание 11. Термодинамика и МКТ. Изменения физических величин в процессах – Служебный Дом

При уменьшении температуры газа его давление
КПД тепловой машины.

Если понизить температуру холодильник при неизменной температуре нагревателя, КПД идеальной тепловой машины увеличится.

η=(1-Tх/Tн)*100% – зависимость КПД тепловой машины от температуры нагревателя и холодильника.

η=((Тн-Тх)/Тн)*100% – развёрнутая формула.

В абсолютном смысле, КПД связан с работой газа А и количеством теплоты Q, полученным газом за цикл, соотношением: η=(A/Q)*100%

Qхол=Q-A

Qхол – количество теплоты, отданное холодильнику.

Поскольку при понижении температуры холодильника количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменяется, заключаем, что работа газа за цикл увеличивается. Отданное количество теплоты холодильнику можно найти, вычитая из количества затраченной теплоты  совершённую работу.

Если повысить температуру холодильника при неизменной температуре нагревателя, КПД идеальной тепловой машины уменьшится (см. формулу в рамке слева).

КПД связан с работой газа и количеством теплоты, полученным газом за цикл, отношением количества совершённой работы к количеству затраченной теплоты.

Таким образом, при повышении температуры холодильника работа газа за цикл уменьшится. Количество теплоты, отданное холодильнику, увеличится.

Совершённой за цикл механической работе тепловой машины на диаграмме p-V соответствует площадь внутри цикла на диаграмме.

Если площадь двух равных циклов одинакова, значит одинакова и работа, совершённая в этих циклах. При увеличении давления, а также при увеличении объёма неизменного количества газа, его температура увеличивается.

И напротив, при уменьшении объёма, а также при уменьшении давления, температура тоже уменьшается.

При изохорном увеличении давления температура газа увеличивается так, что всё поступающее от нагревателя тепло, расходуется на увеличение внутренней энергии, без совершения работы: Q=ΔU=(3/2)vRΔT.

При изобарном уменьшении объёма, всё поступающее тепло расходуется на увеличение объёма, без изменения внутренней энергии: Q=A=p0(V2-V1). Если в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты увеличивается, то КПД тепловой машины уменьшается.

Характеристики газа в закрытом сосуде

Для газа в герметично закрытом сосуде соблюдаются законы изохорных процессов. При изохорном охлаждении давление газа уменьшается, так как уменьшается кинетическая энергия молекул, а объём не меняется.

Плотность газа не изменяется, так как не меняется объём, занимаемый газом, и не изменяется количество газа.

Внутренняя энергия, как было отмечено, уменьшается, так как для фиксированного количества вещества зависит только от его температуры.

U=(i/2)vRT, где i – число степеней свободы газа.

 Если же газ из сосуда выпускать или выкачивать наружу, то его количество в сосуде будет уменьшаться. Значит давление в сосуде будет уменьшаться, так как прежний объем занимает меньшее количество газа.

Внутренняя энергия содержимого уменьшится, так как уменьшится количество молекул, а именно они и являются носителями этой энергии. Температура не изменится, если с внешней средой будет установлено тепловое равновесие (сначала температура снизится по идее, но потом извне поступит тепло).

Если же сказано, что после выпускания газа давление в сосуде осталось неизменным, а плотность и количество уменьшились, значит была увеличена температура газа.

При изохорном нагревании концентрация молекул газа не изменяется; внутренняя энергия увеличивается, поскольку для фиксированного одноатомного идеального газаона зависит только от температуры: ΔU=(3/2)vRT.

Поскольку объём фиксирован, теплоёмкость зависит только от количесвта теплоты и изменения температуры: c=Q/ΔT=ΔU/ΔT, так как всё поступающее  тепло расходуется только на изменение внутренней энергии, ведь газ не совершает работу.

В итоге все величины, от которых зависит теплоёмкость, в данном случае не изменяются, а значит и теплоёмкость не изменяется.

При изохорном уменьшении температуры, давление газа уменьшается, объём не изменяется, внутренняя энергия уменьшается. Внутренняя энергия в данном случае зависит только от температуры.

В изохорном процессе при неизменном количестве вещества, по закону Шарля, p/T=const.

Характеристика газа с постоянным давлением

Процессы, происходящие при постоянном давлении, называются изобарными.

При изобарном нагреванииV/T=const, значит объём газа увеличивается. Плотность обратно пропорциональна объёму и, так как количество газа не меняется, плотность газа уменьшается. Внутренняя энергия с увеличением температуры увеличивается.

При изобарном процессе, давление газа не меняется, при увеличении температуры объём увеличивается.

в изобарном процессе при неизменном количестве вещества,по закону Гей-Люссака, V/T=const.

Изотермические процессы

При изотермическом расширении температура газа остаётся неизменной, объём газа увеличивается, давление газа уменьшается, поскольку в изотермических процессах величина pV не изменяется, так как pV~T, T=const.

В изотермическом процессе при неизменном количестве вещества по закону Бойля-Мариотта, pV=const.

Адиабатические процессы

При адиабатическом увеличении объёма сосуда, температура уменьшается. Дело в том, что при расширении газ совершает работу, теплообмен с внешней средой отсутствует ,а значит внутренняя энергия уменьшается: Q=ΔU+A; ΔU=-A, т.к. Q=0 при адиабатическом процессе.

Температура газа зависит только от его внутренней энергии, а значит, уменьшается. Объём увеличивается, а количество молекул газа не изменяется, а значит уменьшается концентрация: n=N/V. Давление связано с концентрацией молекул и температурой соотношением p=nKT.

Таким образом, при адиабатическом увеличении объёма, давление уменьшится.

Внутренняя энергия, работа, температура

Согласно первому началу термодинамики, переданное газу количество теплоты идёт на изменение его внутренней энергии, а также на совершение газом работы против внешних сил: Q=ΔU+A.

Всё переданное газу количество теплоты идёт на совершение газом работы при изотермическом процессе, так как при постоянной температуре внутренняя энергия не изменяется. При изохорном процессе изменение внутренней энергии газа равно количеству переданной теплоты, так как при постоянном объёме газ не совершает работу.

При совершении газом положительной работы, его объём увеличивается, давление уменьшается (при изотермическом процессе), внутренняя энергия не изменяется.

Согласно первому началу термодинамики, внутреннюю энергию тела можно изменить, совершая над газом работу или передавая ему тепло. При плавлении льда, его температура не изменяется, а внутренняя энергия увеличивается. При выделении же тепла, внутренняя энергия вещества уменьшается. При кристаллизации воды, её температура не меняется, а внутренняя энергия уменьшается: Q=λm.

Температура при плавлении остаётся постоянной, поэтому постоянной будет и средняя кинетическая энергия движения молекул, но изменяется потенциальная энергия их взаимодействия.

Следовательно, изменяется и сумма всех кинетических и потенциальных энергий всех молекул (внутренняя энергия).

Из-за изменения взаимодействия молекул при кристаллизации уменьшается внутренняя энергия, а при плавлении – увеличивается.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа связана с его температурой соотношением U=(3/2)vRT. Следовательно, температура равна T=2U/(3vR). Давление, температура и занимаемый газом объём не независимы, они связаны уравнением состояния Менделеева-Клапейрона: pV=vRT. Таким образом, давление газа равно p=vRT/V=(2/3)*(U/V).

При изотермическом процессе, температура остаётся неизменной, поэтому внутренняя энергия идеального газа не меняется, а значит, согласно первому началу термодинамики, всё переданное тепло полностью превращается в работу.

При изобарном процессе, давление не изменяется, но меняются как температура, так и объём газа, а значит при передаче газу тепла в данном процессе, газ совершает работу, нагреваясь при этом, то есть кроме совершения работы, происходит увеличение внутренней энергии.

При изохорном процессе объём газа фиксирован, значит газ не может совершать работу, следовательно всё поступающее тепло идёт на увеличение внутренней энергии.

При постоянном давлении изменение внутренней энергии прямо пропорционально изменению объёма газа, так как внутренняя энергия напрямую зависит от температуры. Внутренняя энергия уменьшается с потерей температуры. Если изменение внутренней энергии положительно, значит абсолютная температура тела уменьшилась.

Теплоёмкость газа постоянна.

Насыщенный пар

При изотермическом уменьшении объёма сосуда с насыщенным паром, давление в сосуде не изменяется, масса конденсированной воды увеличивается, масса пара уменьшается.

Это объясняется тем, что в данном процессе пар конденсируется и его концентрация не изменяется, но уменьшается объём (давление не меняется в отсутствии воздуха; в присутствии воздуха, суммарное давление газов увеличивается, парциальное давление пара не изменяется, парциальное давление воздуха увеличивается).

Сосуд с поршнем

p=mg/S

m – масса поршня;

g – ускорение свободного падения;

s – площадь поршня

Если система находится под атмосферным давлением, то давление газа под поршнем равно сумме давление поршня и атмосферного давления

При добавлении газа в сосуд с подвижным свободным поршнем, объём газа увеличивается, давление не изменяется. Поршень находится в равновесии, а значит pатмS+mg=pгазаS, так как поршень покоится.

Увеличение количества вещества при неизменной температуре и давлении приведёт к увеличению объёма. Архимедова сила определяется плотностью среды, в которую помещено тело: FA=ρgVтела. Поскольку плотность газа не изменяется, сила Архимеда тоже неизменна.

При охлаждении газа под свободным поршнем, объём газа уменьшается, так как идёт изобарный процесс.

Давление не изменится, а Архимедова сила, действующая на тело, находящееся в сосуде, увеличится, так как при уменьшении объёма количество газа осталось прежним, значит концентрация увеличилась, следовательно, увеличилась плотность газа, а сила Архимеда с увеличением плотности, увеличилась.

В газе, находящемся под свободным поршнем все процессы происходят изобарически. Переданное тепло идёт на работу газа против внешних сил, а также на увеличение внутренней энергии, а значит и температуры.

В результате изобарного расширения, да и вообще любого расширения газа, с фиксированным количеством вещества, концентрация молекул уменьшается.

Испарение жидкости

Испарение жидкости, в отличие от кипения, происходит при любой температуре. Процесс испарения воды представляет собой вылет молекул воды с поверхности жидкости.

При этом преимущественно вылетают самые быстрые молекулы, и средняя кинетическая энергия движения молекул воды в сосуде уменьшается, а значит, уменьшается и температура жидкости, что можно подтвердить с помощью термометра (данный эффект используется для измерения влажности окружающего воздуха при помощи психрометра).

Присутствует и обратный процесс, конденсация, но при относительной влажности воздуха ниже 100% процесс испарения преобладает. Если относительная влажность воздуха равна 100%, то количество испаряющихся в единицу времени молекул равно количеству конденсирующихся, а значит в среднем в сосуде количество молекул не изменяется.

Если относительная влажность воздуха менее 100%, то количество молекул в сосуде постепенно уменьшается, а значит уменьшается внутренняя энергия и температура воды. При плавлении и кипении же температура не изменяется, но изменяется внутренняя энергия вещества.

При испарении без кипения, чтобы молекулы жидкости переходили из жидкого состояния в газообразное, им тоже нужна добавка к энергии, которая идёт за счёт уменьшения средней энергии движения оставшихся молекул, в результате чего температура жидкости уменьшается.

при испарении жидкости без кипения, температура пара увеличивается, а температура жидкости уменьшается.

Тепловое равновесие

При установлении теплового равновесия, температуры всех тел сравниваются. Внутренние энергии тел разной температуры при тепловом контакте изменяются: внутренняя энергия горячего ела уменьшается, а холодного – увеличивается. Суммарная внутренняя энергия замкнутой системы не изменяется (по закону сохранения энергии).

Изохорный процесс

При постоянном объёме с увеличением внутренней энергии давление увеличивается прямо пропорционально.

Плавление и кристаллизация

Если 1 кг льда при температуре 0°С передать 330 кДж энергии (удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг), то вся энергия будет израсходована на плавление, весь лёд растает. При этом его температура не изменится, внутренняя энергия увеличится, объём уменьшится. при кристаллизации же напротив, внутренняя энергия уменьшится, температура не изменится, объём увеличится.

Если в тёплую воду погрузить кусок льда, то когда он растает, уровень воды не изменится по сравнению с тем, что был тогда, когда погрузили лёд, так как несмотря на то, что объём льда уменьшился, его плотность была меньше, чем у воды, и он плавал на поверхности, вытесняя такой объём жидкости, который потом сам займёт, когда растает.

Источник: https://www.sites.google.com/site/sluzebnyjdom/fizika/podgotovka-k-ekzamenam/zadanie-11

Почему повышается давление газа при уменьшении его объёма при постоянном температуре? при повышении его температуры при постоянном объёме?

При уменьшении температуры газа его давление

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 3

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 4

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 5

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 6

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 7

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 8

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 9

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 10

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 11

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 12

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 13

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 14

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 15

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 16

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 17

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 18

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Page 19

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

0

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

1

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

2

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

3

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

4

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

5

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

6

Помогите пожалуйста с географией. заранее большое спасибо.1.назовите составные части апк?2.чем отличается сельскохозяйственное производство от промышленного?3.в чем разница между интенсивным и экстенсивным путями развития сельского хозяйства?4.что такое мелиорация? приведите примеры мелиорации земель.

Источник: https://znanija.site/fizika/17567155.html

При умень­ше­нии объ­е­ма газа его дав­ле­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся

При уменьшении температуры газа его давление

Тема: Дав­ле­ние газов

1. Особенности молекулярного строения газов

Пре­жде чем непо­сред­ствен­но пе­рей­ти к изу­че­нию дав­ле­ния газа, вспом­ним, какие осо­бен­но­сти имеет рас­по­ло­же­ние и дви­же­ние мо­ле­кул, из ко­то­рых газ со­сто­ит.

Во-пер­вых, мо­ле­ку­лы газа дви­жут­ся бес­по­ря­доч­но, ха­о­тич­но.

Во-вто­рых, рас­сто­я­ния между мо­ле­ку­ла­ми до­ста­точ­но боль­шие по срав­не­нию с раз­ме­ра­ми мо­ле­кул.

В-тре­тьих, вслед­ствие боль­шо­го рас­сто­я­ния между мо­ле­ку­ла­ми, силы при­тя­же­ния между ними пре­не­бре­жи­мо малы, а силы от­тал­ки­ва­ния ста­но­вят­ся за­мет­ны­ми толь­ко при столк­но­ве­ни­ях мо­ле­кул. Столк­но­ве­ния могут про­ис­хо­дить как между са­ми­ми мо­ле­ку­ла­ми, так и между мо­ле­ку­ла­ми и стен­ка­ми со­су­да (Рис. 1).

Рис. 1. Дви­же­ние мо­ле­кул газа в со­су­де

Если взять воз­душ­ный шарик и немно­го его на­дуть, то он при­об­ре­тет округ­лую форму, рав­но­мер­но на­ду­ва­ясь со всех сто­рон (Рис. 2).

Рис. 2. На­ду­тый шарик имеет округ­лую форму

Такая форма ша­ри­ка объ­яс­ня­ет­ся тем, что мо­ле­ку­лы газа ока­зы­ва­ют дав­ле­ние не так, как мо­ле­ку­лы твер­дых тел. Ведь мо­ле­ку­лы газа дви­жут­ся ха­о­тич­но.

По­это­му мо­ле­ку­лы воз­ду­ха, ко­то­рым на­пол­нен шарик, уда­ря­ют­ся о внут­рен­ние стен­ки обо­лоч­ки ша­ри­ка оди­на­ко­во во всех на­прав­ле­ни­ях.

А зна­чит, и дав­ле­ние воз­ду­ха не со­сре­до­та­чи­ва­ет­ся на ка­ких-то опре­де­лен­ных участ­ках обо­лоч­ки, а рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ет­ся по всей ее по­верх­но­сти.

Итак, дав­ле­ние газа объ­яс­ня­ет­ся уда­ра­ми его мо­ле­кул о стен­ки со­су­да, в ко­то­ром на­хо­дит­ся газ.

2. Зависимость давления газа от объема

Убе­дим­ся в том, что мо­ле­ку­лы газа дей­стви­тель­но рас­по­ло­же­ны до­ста­точ­но да­ле­ко друг от друга, и по­это­му газы хо­ро­шо сжи­ма­е­мы.

Возь­мем шприц и рас­по­ло­жим его пор­шень при­бли­зи­тель­но по­се­ре­дине ци­лин­дра. От­вер­стие шпри­ца со­еди­ним с труб­кой, вто­рой конец ко­то­рой на­глу­хо за­крыт. Таким об­ра­зом, неко­то­рая пор­ция воз­ду­ха будет за­клю­че­на в ци­лин­дре шпри­ца под порш­нем и в труб­ке (Рис. 3).

Рис. 3. В ци­лин­дре под порш­нем за­клю­че­но неко­то­рое ко­ли­че­ство воз­ду­ха

Те­перь по­ста­вим на по­движ­ный пор­шень шпри­ца груз. Легко за­ме­тить, что пор­шень немно­го опу­стит­ся. Это озна­ча­ет, что объем воз­ду­ха умень­шил­ся (Рис. 4). Дру­ги­ми сло­ва­ми, газы (в нашем слу­чае воз­дух) легко сжи­ма­ют­ся. Таким об­ра­зом, между мо­ле­ку­ла­ми газа име­ют­ся до­ста­точ­но боль­шие про­ме­жут­ки.

Рис. 4. По­ме­ще­ние груза на пор­шень вы­зы­ва­ет умень­ше­ние объ­е­ма газа

С дру­гой сто­ро­ны, после уста­нов­ки груза пор­шень, немно­го опу­стив­шись, оста­нав­ли­ва­ет­ся в новом по­ло­же­нии рав­но­ве­сия.

Это озна­ча­ет, что сила дав­ле­ния воз­ду­ха на пор­шень (на­прав­лен­ная вверх) уве­ли­чи­ва­ет­ся и снова урав­но­ве­ши­ва­ет воз­рос­ший вес порш­ня с гру­зом (на­прав­лен­ный вниз).

А по­сколь­ку пло­щадь порш­ня при этом оста­ет­ся неиз­мен­ной, мы при­хо­дим к важ­но­му за­клю­че­нию.

При умень­ше­нии объ­е­ма газа его дав­ле­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся.

Будем пом­нить при этом, что масса газа и его тем­пе­ра­ту­ра в ходе опыта оста­ва­лись неиз­мен­ны­ми.

Объ­яс­нить за­ви­си­мость дав­ле­ния от объ­е­ма можно сле­ду­ю­щим об­ра­зом. При уве­ли­че­нии объ­е­ма газа рас­сто­я­ние между его мо­ле­ку­ла­ми уве­ли­чи­ва­ет­ся. Каж­дой мо­ле­ку­ле те­перь нужно прой­ти боль­шее рас­сто­я­ние от од­но­го удара со стен­кой со­су­да до дру­го­го.

Сред­няя ско­рость дви­же­ния мо­ле­кул оста­ет­ся неиз­мен­ной (если тем­пе­ра­ту­ра газа не ме­ня­ет­ся). Сле­до­ва­тель­но, мо­ле­ку­лы газа реже уда­ря­ют­ся о стен­ки со­су­да, а это при­во­дит к умень­ше­нию дав­ле­ния газа.

И, на­о­бо­рот, при умень­ше­нии объ­е­ма газа его мо­ле­ку­лы чаще уда­ря­ют­ся о стен­ки со­су­да, и дав­ле­ние газа уве­ли­чи­ва­ет­ся (Рис. 5).

Рис. 5. При умень­ше­нии объ­е­ма газа рас­сто­я­ние между его мо­ле­ку­ла­ми умень­ша­ет­ся

3. Зависимость давления газа от температуры

В преды­ду­щих опы­тах тем­пе­ра­ту­ра газа оста­ва­лась неиз­мен­ной, и мы изу­ча­ли из­ме­не­ние дав­ле­ния вслед­ствие из­ме­не­ния объ­е­ма газа.

Те­перь рас­смот­рим слу­чай, когда объем газа оста­ет­ся по­сто­ян­ным, а тем­пе­ра­ту­ра газа из­ме­ня­ет­ся. Масса при этом также оста­ет­ся неиз­мен­ной.

Со­здать такие усло­вия можно, по­ме­стив неко­то­рое ко­ли­че­ство газа в ци­линдр с порш­нем и за­кре­пив пор­шень (Рис. 6).

Рис. 6. Из­ме­не­ние тем­пе­ра­ту­ры дан­ной массы газа при неиз­мен­ном объ­е­ме

Чем выше тем­пе­ра­ту­ра, тем быст­рее дви­жут­ся мо­ле­ку­лы газа.

Сле­до­ва­тель­но,

– во-пер­вых, чаще про­ис­хо­дят удары мо­ле­кул о стен­ки со­су­да;

– во-вто­рых, сред­няя сила удара каж­дой мо­ле­ку­лы о стен­ку ста­но­вит­ся боль­ше.

Это при­во­дит нас к еще од­но­му важ­но­му за­клю­че­нию.

Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 1428 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/16-18671.html

Ваше Давление
Добавить комментарий