Контейнер объемом 14 л содержит газ с температурой 160 ° К. Если температура газа изменяется до 80 ° К без какого-либо изменения давления, каким должен быть новый объем контейнера?

Ответ:

# 7 text {L} #

Объяснение:

Предполагая, что газ является идеальным, это можно рассчитать несколькими различными способами. Закон о комбинированном газе более уместен, чем Закон об идеальном газе, и более общий (поэтому его знание будет более полезным для вас в будущих проблемах), чем Закон Чарльза, поэтому я буду его использовать.

# frac {P_1 V_1} {T_1} = frac {P_2 V_2} {T_2} #

Переставить для # V_2 #

# V_2 = frac {P_1 V_1} {T_1} frac {T_2} {P_2} #

Переставить, чтобы сделать пропорциональные переменные очевидными

# V_2 = frac {P_1} {P_2} frac {T_2} {T_1} V_1 #

Давление постоянно, поэтому, чем бы оно ни было, оно само разделится #1#, Подставьте значения температуры и объема.

# V_2 = (1) (frac {80} {160}) (14) #

упрощать

# V_2 = frac {14} {2} #

Конец с теми же единицами, которые вы начали

# V_2 = 7 text {L} #

Этот ответ имеет интуитивный смысл. Если давление постоянное, снижение температуры должно уменьшить объем, так как менее энергичные частицы займут меньше места.

Обратите внимание, что # Текст {L} # не является единицей СИ, поэтому обычно не рекомендуется преобразовывать ее в # Текст {т} ^ 3 # прежде чем делать какие-либо расчеты с ним. Например, если бы я попытался использовать объем в литрах для расчета давления, единицы измерения давления, которые будут получены, будут нестандартными, и значение будет трудно сравнивать с чем-либо.

Это сработало здесь, потому что это уравнение было основано на том, как все одинаковые переменные изменялись относительно друг друга, и я начал с объема в нестандартной единице и закончил с объемом нестандартной единицей.