Решение: Исследование зависимости объёма газа
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от температуры газа. У него имеются пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены одним и тем же газом при различных температуре и давлении.
| № сосуда | Давление, кПа | Температура газа в сосуде, °C | Масса газа, г |
|---|---|---|---|
| 1 | 150 | 50 | 10 |
| 2 | 200 | 50 | 15 |
| 3 | 150 | 20 | 15 |
| 4 | 200 | 20 | 10 |
| 5 | 200 | 20 | 15 |
Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование?
Решение по шагам
3 шагаЧтобы исследовать зависимость объёма от температуры, необходимо изменять только температуру. Давление и масса газа должны быть одинаковыми.
$$p = \text{const},\quad m = \text{const}$$Сосуды 2 и 5 содержат одинаковое количество газа: масса в каждом сосуде равна $15\ \text{г}$. Давление в обоих сосудах также одинаково и равно $200\ \text{кПа}$.
Температуры в сосудах различны: $50\ ^\circ\text{C}$ и $20\ ^\circ\text{C}$. Поэтому для опыта выбирают сосуды 2 и 5.
Где здесь ошибаются
Выбирают сосуды с одинаковой температурой вместо разных температур.
Не учитывают необходимость одинаковой массы газа.
Выбирают сосуды с одинаковым давлением, но разной массой газа.