Тепловое расширение. Газовые законы.
Рассмотрим две задачи на применение уравнения Менделеева-Клапейрона. Это уравнение можно записать в двух видах
Уравнение (1) отличается от уравнения (2) тем, что во втором уравнении присутствует масса. Этот факт определяет, в каких задачах надо использовать одно уравнение, а в каком другое. Если в задаче сказано, что часть газа выпустили из баллона или наоборот закачали его или газ (пар) превратился частично в жидкость или любая другая ситуация когда масса газа в баллоне меняется, то используем второе уравнение.
Если процесс протекает без изменения массы газа, чаще всего это происходит в закрытом сосуде, то используем первое уравнение.
Например, такая задача. Газовый баллон перенесли из помещения с температурой 20 градусов Цельсия на улицу, где температура примерно 5 градусов Цельсия. На сколько при этом изменилось давление газа? Считать объем баллона постоянным.
Из условия понятно, что весь газ, который был в баллоне, никуда не делся. Поменялись только его параметры. У нас будет первое и второе давление и первая и вторая температура. Объем не меняется. Значит, используем первое уравнение.
Теперь другая задача. Из баллона в результате утечки вышло 20 г гелия. Найти на сколько изменилось давление газа в баллоне, если его объем 500 см^3, а температура постоянна и равна 30 градусов Цельсия. Начальная масса газа 200 г.
Тут сразу видно, что масса газа меняется, значит, для решения используем второе уравнение. Надо выразить давление в первом случае, во втором случае и найти разность этих выражений. Но этим займемся позже.
На последок, следует отметить, что первой и второе уравнение я называю условно. Чаще даже сначала изучают то уравнение, что я назвал вторым и потом первое уравнение. Такой строгой нумерации как в законных Ньютона, тут нет.