Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое можно выразить в форме:
\[ PV = nRT \]
где:
- \( P \) — давление,
- \( V \) — объем,
- \( n \) — количество вещества (моль),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная,
- \( T \) — абсолютная температура.
В данном случае, мы рассматриваем ситуацию, когда концентрация газа постоянна. Концентрация (\( n/V \)) остается неизменной, следовательно, можно предположить, что объем (\( V \)) остается постоянным и количество вещества (\( n \)) также не меняется.
Поэтому если давление увеличивается в 3 раза (\( P_2 = 3P_1 \)), мы можем записать следующее уравнение для начального и конечного состояний:
\[ P_1V = nRT_1 \] \[ P_2V = nRT_2 \]
Теперь подставим значение \( P_2 \):
\[ 3P_1V = nRT_2 \]
Так как объем и количество вещества остаются неизменными, можно приравнять правые части:
\[ 3P_1 = nRT_2 / V \]
Теперь выразим отношение температур:
Из первого и второго уравнений можем получить:
\[ \frac{P_2}{P_1} = \frac{nRT_2 / V}{nRT_1 / V} \]
Сокращаем \( nR/V \):
\[ \frac{P_2}{P_1} = \frac{T_2}{T_1} \]
Подставим известные нам значения:
\[ 3 = \frac{T_2}{T_1} \]
Это означает, что:
\[ T_2 = 3T_1 \]
Таким образом, абсолютная температура газа увеличилась в 3 раза.
