Задачи по Физике Откаченная лампа накаливания объемом 10 см3 имеет трещину, в которую проникает 10 ( в 6 степени) частиц газа за 1 с. Сколько времени понадобится, чтобы в лампе установилось нормальное давление? Температура 0 градусов.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно воспользоваться законом идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество частиц газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Из условия задачи известно, что в лампу входит 10( в 6 степени) частиц газа за 1 секунду. При этом объем лампы равен 10 см3, температура 0 градусов Цельсия или 273 К.

Сначала определим количество частиц газа в лампе:

n = 10( в 6 степени) * 1 = 10( в 6 степени).

Затем найдем давление газа в лампе:

P = nRT / V = 10( в 6 степени) 8.31 273 / 10 = 2.27 * 10( в 6 степени) Па.

Теперь найдем, через какое время давление в лампе установится на нормальный уровень (101325 Па). Для этого воспользуемся законом Бойля-Мариотта:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2,

где P1, V1, T1 - начальное давление, объем и температура, P2, V2, T2 - конечное давление, объем и температура.

Перепишем формулу для времени:

t = (P2V2 / P1V1) * T2.

Подставляем известные значения и решаем уравнение:

t = (101325 10 / (2.27 10( в 6 степени))) * 273 ≈ 12.1 с.

Итак, для того чтобы в лампе установилось нормальное давление, потребуется около 12 секунд.