Для решения задачи о давлении газа при изотермическом расширении будем использовать закон Бойля (или закон Бойля-Мариотта), который гласит, что при постоянной температуре произведение давления (P) и объема (V) газа остается постоянным:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
где:
- \( P_1 \) — начальное давление,
- \( V_1 \) — начальный объем,
- \( P_2 \) — конечное давление,
- \( V_2 \) — конечный объем.
Дано:
- Начальное давление (\( P_1 \)) = 96 кПа
- Конечный объем (\( V_2 \)) = 1.5 * \( V_1 \) (объем увеличился в 1.5 раза)
Шаги решения:
Обозначим начальный объем как \( V_1 \): \[ V_1 = V_1 \quad (это просто обозначение) \]
Найдем конечный объем: \[ V_2 = 1.5 \cdot V_1 \]
Подставим в уравнение Бойля: \[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot (1.5 \cdot V_1) \]
Сократим \( V_1 \) (предполагая, что \( V_1 \neq 0 \)): \[ P_1 = P_2 \cdot 1.5 \]
Теперь выразим конечное давление \( P_2 \): \[ P_2 = \frac{P_1}{1.5} \]
Подставим известное значение \( P_1 \): \[ P_2 = \frac{96 \text{ кПа}}{1.5} = 64 \text{ кПа} \]
Ответ:
Конечное давление газа \( P_2 \) равно 64 кПа.
Таким образом, при изотермическом расширении газа с начальным давлением 96 кПа и увеличением объема в 1.5 раза, конечное давление составит 64 кПа.