Дано:
Закон адиабатического процесса для идеального газа: (\ pV^{k} = const ), где ( p ) — давление, ( V ) — объем, ( k = \frac{3}{4} ).
Также известна начальная точка:
[ p_1 V_1^{k} = 5,2 \times 10^3 \text{ Па} \cdot \text{м}^5 ]
Нам нужно найти ( V_2 ), при заданном давлении:
[ p_2 = 3,25 \times 10^6 \text{ Па} ]
Из закона адиабаты:
[ p_1 V_1^{k} = p_2 V_2^{k} ]
откуда
[ V_2^{k} = \frac{p_1 V_1^{k}}{p_2} ]
Нам нужно выразить ( V_2 ):
[ V_2 = \left( \frac{p_1 V_1^{k}}{p_2} \right)^{1/k} ]
Но для этого нам нужно знать ( p_1 V_1^{k} ) — оно дано: ( 5,2 \times 10^3 ).
Подставим значения:
[ V_2 = \left( \frac{5,2 \times 10^3}{3,25 \times 10^6} \right)^{1/(3/4)} ]
Сначала вычислим дробь:
[ \frac{5,2 \times 10^3}{3,25 \times 10^6} = \frac{5200}{3,25 \times 10^6} ]
[ \frac{5200}{3,25 \times 10^6} \approx 0,0016 ]
Теперь возьмем это число в степень ( 1/(3/4) ), что равно ( 4/3 ):
[ V_2 = (0,0016)^{4/3} ]
Рассчитаем:
- Найдем ( 0,0016^{1/3} ) — кубический корень из 0,0016.
Кубический корень из 0,0016 примерно:
[ \sqrt[3]{0,0016} \approx 0,1185 ]
- Возведем это число в четвертую степень (поскольку ( 4/3 ) = ( (1/3) \times 4 )):
[ (0,1185)^4 ]
Посчитаем:
[ (0,1185)^2 \approx 0,01405 ]
[ (0,01405)^2 \approx 0,000197 ]
То есть:
[ V_2 \approx 0,000197 \text{ м}^3 ]
Ответ:
Объем ( V_2 \approx 1,97 \times 10^{-4} ) кубических метра.