Физика > Решение проблем
Благодаря закону об идеальном газе у нас есть возможность вычислить давление, объем или температуру и количество молей в идеальных термодинамических условиях.
Задача обучения
- Определить этапы для решения уравнения идеального газа.
Основные пункты
- Выписать всю известную информацию о газе.
- Определить необходимую формулу, с помощью которой можно найти неизвестную величину.
- Общее уравнение для газа можно использовать, если молярное количество зафиксировано.
Термины
- Единица СИ – международная система единиц.
- Идеальный газ – гипотетическое понятие, чьи молекулы лишены контакта и переживают лишь эластичные удары с соседями и стенами сосуда.
Закон для идеального газа представляет собою формулу состояния гипотетического явления. Точнее всего описывает одноатомные газы с высокими температурными показателями и низкими давлениями.
В виде формулы:
PV = nRT (R – универсальная газовая постоянная, P – давление, V – объем, Т – температура, n – число молей).
В задачах стараются дать максимальное количество известных. У формулы есть вариации, которые помогают справиться с затруднениями.
Например, вы можете использовать:
PV = NkT (N – число частичек в газе, k – постоянная Больцмана).
Чтобы решить уравнение:
- зафиксируйте все найденные данные о газе.
- переведите известные в единицы СИ.
- определись с наиболее подходящей формулой.
- подставьте имеющиеся значения и найдите неизвестную переменную.
Общее уравнение может помочь лишь в тех случаях, где молярное количество газа зафиксировано. К примеру, если столкнулись с двумя смешавшимися газами, то придется использовать формулу для каждого.
Пример
В начале поездки объем грузовой шины составляет 30000 см3, внутреннее давление – 170кПа, а температурная отметка – 16°С. В конце показатель объема продемонстрировал 32000 см3, а температура выросла до 40°С. Каким стало давление?
Решение
Запишите все сведения о газе:
P1 = 170 кПа и P2 – ?.
V1 = 30 000 см3 и V2 = 32000 см3.
T1 = 16 °C и T2 = 40 °C.
Переведите известные в величины. Нам нужно получить Кельвины:
T1 = 16 + 273 = 289 K.
T2 = 40 + 273 = 313 K.
Определитесь с уравнением. Можно решить проблему через
Отсюда получаем:
Подставьте известные:
Заметьте, что на втором этапе мы не переводили объем в м3. Дело в том, что в 4-м шаге давление выступило числителем и знаменателем, поэтому трансформация не нужна.
Раздел Физика |
|||||
Введение | |||||
Температурные и температурные весы | |||||
Тепловое расширение | |||||
Идеальный газ | |||||
Кинетическая теория | |||||
Изменения фазы | |||||
Нулевой закон термодинамики | |||||
Тепловое давление | |||||
Диффузия |