Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел, газов и твёрдых тел

§ 31. Связь между параметрами состояния газа (окончание)

9*. Полученные знания о свойствах газов позволяют уточнить понятие абсолютной температуры. Из опыта следует, что давление газа данной массы при постоянном объёме прямо пропорционально его абсолютной температуре:

p ~ T.

Кроме того, вы знаете, что газ производит давление на стенки сосуда благодаря ударам о них молекул. Чем больше скорость молекул газа и средняя кинетическая энергия их теплового движения, тем больше давление газа. Можно сказать, что давление газа прямо пропорционально средней кинетической энергии теплового движения его молекул (черта над обозначением энергии означает её среднее значение):

Из приведённых рассуждений следует, что абсолютная температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа связаны между собой; они находятся в прямой пропорциональной зависимости:

Теперь можно понять физический смысл абсолютного нуля температуры. При Т = 0 К должна быть равна нулю средняя кинетическая энергия, а следовательно, и скорость теплового движения молекул. Иными словами, абсолютный нуль — это такая температура, при которой должно прекратиться тепловое движение молекул. Достижение такой температуры принципиально невозможно, однако к ней сумели приблизиться. В настоящее время с помощью очень сложных методов получена температура порядка 10^-12 К.

Вопросы для самопроверки

1. Чем различаются состояния холодной и горячей воды?

2. Сформулируйте закон, который выражает зависимость объёма газа данной массы от его давления при постоянной температуре.

3. Опишите опыт, позволяющий установить эту зависимость. Почему объём цилиндра надо менять медленно?

4. Объясните характер зависимости объёма газа данной массы от давления при неизменной температуре на основе знаний о строении газа.

5. При каких условиях справедлива обратная пропорциональная зависимость между объёмом и давлением газа данной массы при неизменной температуре?

6. Как зависит объём газа данной массы от температуры при постоянном давлении?

7. Какой вид имеет график зависимости объёма газа данной массы от температуры при постоянном давлении?

8. Объясните на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества зависимость объёма газа данной массы от температуры при постоянном давлении; зависимость давления газа данной массы от температуры при постоянном объёме.

9*. Как связаны абсолютная температура и средняя кинетическая энергия движения молекул?

Задание 31

1. Приведите примеры, подтверждающие, что давление газа данной массы при постоянной температуре обратно пропорционально его объёму.

2. Каким стало давление углекислого газа в цилиндре, если он был сжат при постоянной температуре от 6 до 4 л? Первоначальное давление газа было равно 10⁵ Па.

3. Постройте график зависимости давления газа данной массы от объёма при постоянной температуре, если произведение его давления на объём равно pV = 20 • 10⁵ Па • м³.

4. Какова начальная температура газа, если при увеличении его объёма при постоянном давлении с 5 до 10 л она увеличилась до 600 К?

5. Постройте график зависимости объёма газа от его температуры по данным задачи 4.

6. Приведите примеры, доказывающие, что давление газа зависит от температуры.

7. Чему равно давление газа в закрытом сосуде при температуре 360 К, если при температуре 300 К оно равно 10⁶ Па?

Ответы к заданиям

2. 1,5 • 10⁵ Па.

4. 300 К.

7. 1,2 • 10⁶ Па.

<<< К началу