Яким буде збільшення температури газу, якщо теплоізольована герметична посудина, заповнена аргоном, раптово зупиниться
Яким буде збільшення температури газу, якщо теплоізольована герметична посудина, заповнена аргоном, раптово зупиниться, якщо вона рухалася зі швидкістю 10 м/с?
Ястребка 3
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. При запирающем движении газа в герметичной теплоизолированной посудине не происходит обмена энергией с окружающей средой, и, следовательно, энергия газа сохраняется.Изначально газ двигался со скоростью \(v_0\) равной 10 м/с. После остановки газа его конечная скорость \(v\) станет равной 0 м/с. Разница в скорости газа \(Δv = v - v_0\) будет равна -10 м/с.
Так как газ идеальный и запирается в герметичной посудине, он может рассматриваться как адиабатический процесс, при котором нет обмена теплом с окружающей средой. В таком процессе изменение внутренней энергии газа \(ΔU\) связано с работой \(W\) и сменой кинетической энергии газа \(ΔK\):
\[ΔU = W + ΔK\]
Так как газ запирается и процесс является рапидным, то работа \(W\) равна 0, так как при запирании объем газа не меняется.
Следовательно:
\[ΔU = ΔK\]
Изменение кинетической энергии \(ΔK\) можно выразить, используя формулу:
\[ΔK = (1/2) m Δv^2\]
где \(m\) - масса газа.
Так как задача не предоставляет информацию о массе газа, мы не можем рассчитать абсолютное значение изменения температуры. Однако, масса газа непосредственно не влияет на изменение температуры, поскольку изменение тепловой энергии газа прямо пропорционально изменению его кинетической энергии.
Таким образом, можно сделать вывод, что изменение температуры газа будет пропорционально изменению его кинетической энергии, возникшей вследствие остановки. Однако, без информации о массе газа, мы не можем точно определить абсолютное значение изменения температуры.