ТЕРМОДИНАМИКА ФИЗИКА ЗАДАЧИ СРОЧНО ПОМОГИТЕ

Для решения задачи необходимо использовать законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта, которые являются тазовыми законами. Закон Гей-Люссака утверждает, что при постоянном объеме газа его давление пропорционально температуре: p/T = const. Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при постоянной температуре произведение давления и объема газа постоянно: pV = const. В начале эксперимента газ находился в сосуде объемом 4,5 л и в бутылке объемом 0,5 л. Общий объем газа равен 5 л. При охлаждении газа до температуры 50 градусов Цельсия его давление убывало, что означает, что температура газа была выше комнатной температуры (около 20 градусов Цельсия). При этом объем газа не менялся, так как стенки сосудов жесткие. По закону Гей-Люссака можем записать: p_1 / T_1 = p_2 / T_2, где p_1 - давление газа при температуре 50 градусов Цельсия, T_1 - температура газа при 50 градусах Цельсия, p_2 - давление газа при комнатной температуре, T_2 - комнатная температура. По закону Бойля-Мариотта можем записать: p_1 * V_1 = p_2 * V_2, где V_1 - объем газа при температуре 50 градусов Цельсия, V_2 - объем газа при комнатной температуре. Так как общий объем газа не менялся, то: V_1 + V_2 = 5 л. Можно выразить V_1 через V_2 и подставить в уравнение Бойля-Мариотта: V_1 = 5 л - V_2, p_1 * (5 л - V_2) = p_2 * V_2. Выразим V_2: V_2 = 5 л * p_1 / (p_1 + p_2). Теперь можем выразить температуру газа при которой давление снова начинает убывать: p_1 / T_1 = p_3 / T_3, где p_3 - давление газа при температуре, когда давление начинает снова убывать, T_3 - эта температура. По закону Бойля-Мариотта: p_1 * V_1 = p_3 * V_3, где V_3 - объем газа при температуре T_3. Выразим V_3 через V_2: V_3 = (V_2 * p_2) / p_3. Подставим выражения для V_1, V_2 и V_3 в уравнение: p_1 * (5 л - (5 л * p_1 / (p_1 + p_2))) = p_3 * ((5 л * p_2) / (p_1 + p_2)), решим его относительно T_3: T_3 = T_1 * (p_1 + p_2) / (2 * p_1 - p_2). Подставим известные значения: T_1 = 50 + 273 = 323 К, p_1 = 2 атм = 202,65 кПа, p_2 = 1 атм = 101,33 кПа. Тогда: T_3 = 323 * (202,65 + 101,33) / (2 * 202,65 - 101,33) = 545,22 K = 272,22 градуса Цельсия. Ответ: температура газа, при которой давление в сосуде и бутылке снова начинает убывать, равна 272,22 градуса Цельсия (округлено до трех значащих цифр).