Дано:
T1 = 27 ºC = 27 + 273 = 300 K
T2 = 450 ºC = 450 + 273 = 723 K
Найти: какая часть воздуха останется в сосуде при нагревании.
Решение:
Используем закон Гей-Люссака для идеального газа при постоянном давлении:
V1 / T1 = V2 / T2
где V1 — начальный объем, V2 — конечный объем, T1 — начальная температура, T2 — конечная температура.
Нам нужно найти отношение оставшейся части воздуха, то есть отношение объемов:
V2 / V1 = T2 / T1
Подставляем значения:
V2 / V1 = 723 / 300
V2 / V1 ≈ 2,41
Это означает, что объем увеличится в 2,41 раза.
Так как сосуд открыт, воздух не может оставаться в нем в том же объеме, следовательно, часть воздуха выйдет наружу. Чтобы найти, какая часть останется, вычислим обратное отношение:
Часть воздуха, которая останется = 1 / 2,41 ≈ 0,414
Ответ: Около 41,4% воздуха останется в сосуде при нагревании.