Для решения задачи об изотермическом сжатии газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа и законом Бойля-Мариотта.
Шаг 1: Понимание принципов
Изотермическое сжатие означает, что температура газа остается постоянной в процессе сжатия. Закон Бойля-Мариотта для изотермических процессов в идеальном газе записывается следующим образом:
[ P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2 ]
где:
- ( P_1 ) — начальное давление газа,
- ( V_1 ) — начальный объем газа,
- ( P_2 ) — конечное давление газа,
- ( V_2 ) — конечный объем газа.
Шаг 2: Формулирование известных значений
В вашей задаче указано:
- Начальное давление ( P_0 = 60 , \text{кПа} ),
- Объем уменьшился в ( a = 1,5 ) раза. Это значит, что конечный объем ( V_2 = \frac{V_1}{1.5} ).
Шаг 3: Подстановка в уравнение
Итак, подставим данные в закон Бойля-Мариотта:
[ P_0 \times V_1 = P_2 \times \frac{V_1}{1,5} ]
Шаг 4: Упрощение
Убираем общий множитель ( V_1 ) с обеих сторон уравнения (при условии, что ( V_1 \neq 0 )):
[ P_0 = P_2 \times \frac{1}{1,5} ]
Теперь можем выразить ( P_2 ):
[ P_2 = P_0 \times 1,5 ]
Шаг 5: Подстановка значений
Теперь подставим известное значение давления ( P_0 ):
[ P_2 = 60 , \text{кПа} \times 1,5 ]
Шаг 6: Вычисление
Выполним умножение:
[ P_2 = 90 , \text{кПа} ]
Ответ
Таким образом, конечное давление газа ( P ) после изотермического сжатия составит 90 кПа.