РУҚА
Тапсырма № 12 · ОГЭ

Тепловое расширение газов

Как нагревание изменяет объём газа
3 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Тепловое расширение газов — это увеличение объёма газа при нагревании, если газ может свободно расширяться. При охлаждении объём газа обычно уменьшается; точная зависимость определяется условиями процесса и описывается законами идеального газа.

Тепловое расширение газов
Изменение объёма газа при изменении его температуры вследствие изменения средней скорости движения молекул. При постоянном давлении объём данной массы газа прямо пропорционален абсолютной температуре.

Для данной массы газа при постоянном давлении действует закон Шарля: отношение объёма к абсолютной температуре остаётся постоянным. Поэтому при нагревании в подвижном сосуде газ расширяется и перемещает границу сосуда или поршень. Если объём сосуда закреплён, расширение невозможно: вместо увеличения объёма возрастает давление.

\(V\)
объём газа
м³
\(T\)
абсолютная температура
К
\(p\)
давление газа
Па

Формула

\[\frac{V}{T}=\mathrm{const}\quad (p=\mathrm{const})\]

Для двух состояний одной и той же массы газа при постоянном давлении: \(\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\). Температуру необходимо подставлять в кельвинах: \(T=t+273\), где \(t\) — температура в градусах Цельсия. Например, при нагревании от \(27\,^{\circ}\mathrm{C}\) до \(127\,^{\circ}\mathrm{C}\) абсолютная температура увеличивается от \(300\) до \(400\,\mathrm{К}\), поэтому объём возрастает в \(\frac{400}{300}=\frac{4}{3}\) раза.

№
Короткий пример

Воздушный шар содержит газ объёмом \(2\,\mathrm{л}\) при \(300\,\mathrm{К}\). При постоянном давлении газ нагрели до \(450\,\mathrm{К}\). Тогда \(V_2=V_1\frac{T_2}{T_1}=2\cdot\frac{450}{300}=3\,\mathrm{л}\). Объём увеличился на \(1\,\mathrm{л}\).

!
Не путайте условия процесса

Формула \(V/T=\mathrm{const}\) справедлива только при постоянном давлении. В закрытом жёстком сосуде объём постоянен, а при нагревании растёт давление. Для реального газа при очень высоких давлениях и низких температурах идеальная модель может давать заметную погрешность.

Проверьте себя

Газ нагревают при постоянном давлении. Что произойдёт с его объёмом?

Тепловое расширение газов является частью общего явления теплового расширения. В задачах важно определить, какая величина постоянна, перевести температуру в кельвины и выбрать соответствующий переход между состояниями газа.

Главное за минуту

Главное

  • При постоянном давлении объём данной массы газа прямо пропорционален абсолютной температуре.
  • Основная формула: \(\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\); температуру подставляют в кельвинах.
  • Если объём сосуда постоянен, при нагревании увеличивается давление, а не объём.