Контейнер об'ємом 14 л містить газ з температурою 160 ° С. Якщо температура газу змінюється до 80 ° К без будь-якого зміни тиску, яким має бути новий об'єм контейнера?

Відповідь:

# 7 {L} #

Пояснення:

Припускаючи, що газ є ідеальним, його можна розрахувати кількома різними способами. Комбінований Закон про газ є більш доречним, ніж Закон про Ідеальний Газ, і більш загальний (тому, що він знайомий з ним буде корисним у майбутніх проблемах частіше), ніж Закон Карла, так що я буду використовувати його.

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

Переставити для # V_2 #

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

Перегрупувати, щоб зробити пропорційні змінні очевидними

Frac {P_1} {P_2} frac {T_2} {T_1} V_1 #

Тиск є постійним, тому що б він не був, він поділявся сам собою #1#. Замініть значеннями температури і об'єму.

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

Спростити

# V_2 = frac {14} {2} #

Завершіть роботу з тими ж пристроями, з якими ви почали

# V_2 = 7 {L} #

Ця відповідь дає інтуїтивний сенс. Якщо тиск є постійним, зменшення температури повинно зменшувати обсяг, оскільки менше енергетичних частинок займає меншу кількість приміщення.

Зверніть увагу на це # {L} # не є одиницею СІ, тому, як правило, погана практика не перетворювати її на # {m} ^ 3 # перед тим, як робити з ним будь-які розрахунки. Якщо б я спробував використати обсяг в літрах для розрахунку тиску, наприклад, одиниці тиску, які могли б вийти, були б нестандартними, і їх було б важко порівнювати з чим-небудь.

Це спрацювало тут, тому що це рівняння базувалося на тому, як всі ті ж змінні змінювалися по відношенню один до одного, і я почав з обсягу в нестандартній одиниці і завершувався обсягом нестандартної одиниці.