Физика 10 МКТ Воздушный шарик который не пропускает воздух находится в комнате при температуре 20С....

Изобарный процесс означает, что давление воздуха внутри шарика остается постоянным. По закону Бойля-Мариотта для идеального газа, объем газа обратно пропорционален его абсолютной температуре, то есть V1/T1 = V2/T2, где V1 и T1 - начальный объем и температура шарика, V2 и T2 - конечный объем и температура шарика.

Для того чтобы объем шарика уменьшился вдвое, конечный объем (V2) должен быть равен половине начального объема (V1). Таким образом, V2 = 0.5V1.

Подставим это в формулу из закона Бойля-Мариотта: 0.5V1 / T2 = V1 / T1

Упростим уравнение: 0.5 / T2 = 1 / T1 T2 = 2T1

Таким образом, чтобы шарик уменьшился вдвое, его температуру нужно остудить до -20°C (20°C * 2 = -40°C).

Для решения задачи воспользуемся законом Гей-Люссака для изобарного процесса, который гласит, что при постоянном давлении объем газа пропорционален его температуре в абсолютных единицах (в кельвинах). Математически это можно выразить как:

[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} ]

где ( V_1 ) и ( V_2 ) — начальный и конечный объемы газа, а ( T_1 ) и ( T_2 ) — начальная и конечная температуры в кельвинах.

Из условия задачи известно, что начальная температура ( T_1 = 20^\circ C ). В кельвинах это будет ( T_1 = 20 + 273.15 = 293.15 \, K ).

Также известно, что конечный объем ( V_2 ) в два раза меньше начального ( V_1 ), то есть ( V_2 = \frac{V_1}{2} ).

Подставим данные в формулу и найдем ( T_2 ):

[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{\frac{V_1}{2}}{T_2} ]

[ \frac{V_1}{293.15} = \frac{V_1}{2T_2} ]

[ 293.15 = 2T_2 ]

[ T_2 = \frac{293.15}{2} = 146.575 \, K ]

Итак, чтобы объем воздушного шарика уменьшился вдвое при постоянном давлении, его температуру нужно понизить до ( 146.575 \, K ), что соответствует примерно (-126.575^\circ C) (учитывая, что ( 146.575 \, K - 273.15 \approx -126.575^\circ C )).