Тепловые Явления — Задание 4 ОГЭ по физике №00001213

Дано:

газ в сильфоне при комнатной температуре $T = \text{const}$ (медленное сжатие → изотермический процесс), объём $V$ уменьшается ⠀

Найти:

как изменяется давление и с чем это связано (вставить слова в текст) ⠀

Решение:

Медленное уменьшение объёма при контакте с комнатным воздухом означает изотермический процесс: $T = \text{const}$. По закону Бойля–Мариотта для изотермического процесса: $$pV = \text{const} \quad \Rightarrow \quad p_1 V_1 = p_2 V_2$$ При уменьшении объёма ($V_2 \lt V_1$) давление увеличивается ($p_2 \gt p_1$). Физический смысл: молекулы газа в меньшем объёме чаще ударяются о стенки сосуда за единицу времени, что и создаёт большее давление. Поскольку масса газа не меняется, а объём уменьшается, плотность воздуха в сильфоне увеличивается: $$\rho = \frac{m}{V} \quad \Rightarrow \quad \text{при } V \downarrow, \; m = \text{const}: \; \rho \uparrow$$ Таким образом, рост давления связан с увеличением плотности воздуха. Температура и внутренняя энергия воздуха в сильфоне не изменяются, так как поддерживается тепловое равновесие с окружающей средой.