Номер 3, страница 49 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

3. С уменьшением температуры газа его давление...

а) остается неизменным;

б) становится равным нулю;

в) стремится к атмосферному;

г) увеличивается;

д) уменьшается.

Решение

Для определения того, как изменяется давление газа с уменьшением его температуры, обратимся к фундаментальным принципам физики.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории, температура тела является мерой средней кинетической энергии его частиц (молекул или атомов). Давление газа на стенки сосуда создается непрерывными ударами этих частиц о стенки. Когда температура газа уменьшается, средняя кинетическая энергия, а следовательно, и средняя скорость движения его молекул, падает. Молекулы начинают двигаться медленнее. Это приводит к двум эффектам: во-первых, они реже сталкиваются со стенками сосуда, и, во-вторых, каждый удар становится менее сильным. Совокупное действие этих факторов вызывает уменьшение давления газа.

Этот вывод можно подтвердить математически с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Клапейрона-Менделеева):$PV = \nu RT$где $\text{P}$ – давление, $\text{V}$ – объем, $\nu$ – количество вещества газа, $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ – абсолютная температура.

Если предположить, что газ находится в сосуде постоянного объема ($V = const$) и количество газа не меняется ($\nu = const$), то из уравнения следует прямая пропорциональность между давлением и абсолютной температурой (закон Шарля):$P = (\frac{\nu R}{V}) \cdot T$Так как множитель $(\frac{\nu R}{V})$ является константой, то $P \sim T$. Это означает, что при уменьшении абсолютной температуры $\text{T}$ давление $\text{P}$ также будет уменьшаться.

Таким образом, правильный ответ — «уменьшается». Анализируя предложенные варианты: «остается неизменным» и «увеличивается» противоречат закону Шарля; «становится равным нулю» является частным случаем, достигаемым лишь в теории при абсолютном нуле температуры; «стремится к атмосферному» не имеет физического обоснования, так как итоговое давление зависит от начальных условий, а не от внешнего давления.

Ответ: д) уменьшается.