2021-02-26
Воздушный шарик внесли с улицы, где температура воздуха была $t_{1} = - 13^{ \circ} С$, в комнату с температурой $t_{2} = 17^{ \circ} С$? На сколько процентов изменится объем шарика? Натяжением резины пренебречь.
Решение:
Запишем уравнение Менделеева-Клайперона для обоих состояний:
$p_{1}V_{1} = \nu RT_{1}$
$p_{2}V_{2} = \nu RT_{2}$
Давление газа внутри шарика в обоих случаях равно внешнему атмосферному давлению: $P_{1} = P_{2} = P_{0}$.
Изменение обьема $\Delta V$ составит:
$\Delta V = V_{2} - V_{1} = \frac{ \nu RT_{2} }{p_{0} } - \frac{ \nu RT_{1} }{p_{0} } = \frac{ \nu R}{p_{0} } (T_{2} - T_{1} )$
Находим $\eta = \frac{ \Delta V}{V_{1} }$:
$\eta = \frac{ \Delta V}{V_{1} } = \frac{ \frac{ \nu R}{p_{0} } (T_{2} - T_{1} ) }{ \frac{ \nu RT_{1} }{p_{0} } } = \frac{T_{2} - T_{1} }{T_{1} } = \frac{T_{2} }{T_{1} } - 1$.
$\eta = \frac{290}{260} - 1 = 11,5$%