Из сосуда откачивают воздух. Объем сосуда 3 л, объем цилиндра насоса 0,5 л. Каким будет давление воздуха в сосуде после пяти рабочих ходов поршня, если сосуд вначале содержал воздух при давлении 10^5 Па, а температура оставалась постоянной?
от

1 Ответ

дано:  
объем сосуда V_сосуда = 3 л = 0.003 м³,  
объем цилиндра насоса V_насоса = 0.5 л = 0.0005 м³,  
начальное давление P_0 = 10^5 Па,  
количество рабочих ходов n = 5.

найти:  
давление воздуха P после пяти рабочих ходов.

решение:  
1. Объем, из которого откачивают воздух, изменится с учетом количества откачанного воздуха. После каждого рабочего хода объем, который остается в сосуде, будет равен:

V_ост = V_сосуда - n * V_насоса.

2. Подставим известные значения:

V_ост = 0.003 м³ - 5 * 0.0005 м³ = 0.003 м³ - 0.0025 м³ = 0.0005 м³.

3. Так как температура остается постоянной, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта P_1 * V_1 = P_2 * V_2.

где P_1 — начальное давление, V_1 — начальный объем (объем сосуда до начала откачки), P_2 — конечное давление, V_2 — конечный объем.

4. Начальный объем V_1 равен объему сосуда, а конечный объем V_2 равен V_ост:

P_0 * V_сосуда = P * V_ост.

5. Перепишем уравнение и выразим P:

P = (P_0 * V_сосуда) / V_ост.

6. Теперь подставим известные значения:

P = (10^5 Па * 0.003 м³) / 0.0005 м³.

7. Рассчитаем:

P = (300) / 0.0005 = 600000 Па.

ответ:  
Давление воздуха в сосуде после пяти рабочих ходов поршня составит 600000 Па.
от