Question

В сосуде, объём которого можно изменять, находится разрежённый газ. Определите соответствующий характер изменения, при адиабатическом увеличении объёма сосуда, следующих величин: температуры газа, его давления и концентрации молекул газа. Для каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго давление газа уменьшится температура газа увеличится концентрация молекул газа не изменится

Answer 1

Адиабатический процесс: PV^y = Const
P1 V1^y = P2 V2^y
P2 = (V1/V2)^y P1
V1/V2 < 1, т.к. объем увеличился, значит давление уменьшится.

Число частиц N не меняется, концентрация n1=N/V1, n2=N/V2
V2>V1, значит n2 < n1. Концентрация уменьшится.

P1 V1 = v R T1
P2 V2 = v R T2, подставим P2 = (V1/V2)^y P1
P1 V1 (V1/V2)^(y-1)  = v R T2
v R T1 (V1/V2)^(y-1) = v R T2
Тогда T2 = (V1/V2)^(y-1) T1 - температура уменьшится

Answer 2

При адиабатическом процессе увеличения объёма сосуда, т.е. процессе, при котором нет теплообмена с окружающей средой, можно определить соответствующие характеры изменения следующих величин: температуры газа, его давления и концентрации молекул газа.

1. Давление газа уменьшится.
2. Температура газа увеличится.
3. Концентрация молекул газа не изменится.

Объяснение:

1. Давление газа уменьшится: При адиабатическом расширении объема сосуда газ внутри совершает работу за счет своей внутренней энергии, так как нет обмена теплом с окружающей средой. По закону сохранения энергии, увеличение объема при постоянной внутренней энергии должно привести к уменьшению давления. Это объясняется тем, что расширение объема газа приводит к увеличению среднего расстояния между молекулами, что уменьшает частоту столкновений и, следовательно, давление.

2. Температура газа увеличится: При адиабатическом расширении работы совершается за счет внутренней энергии газа. Поэтому, чтобы сохранить энергию, внутренняя энергия газа должна увеличиться. При расширении объема газа снижается его давление, что приводит к увеличению средней кинетической энергии молекул, и, следовательно, к повышению температуры газа.

3. Концентрация молекул газа не изменится: При адиабатическом процессе происходит расширение объема газа без обмена вещества с окружающей средой. Таким образом, количество молекул газа остается постоянным, и его концентрация не меняется.