Для решения этой задачи будем использовать закон Шарля, который гласит, что при постоянном давлении объем газа прямо пропорционален его абсолютной температуре. Формула закона Шарля выглядит следующим образом:
[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} ]
Здесь:
- ( V_1 ) и ( V_2 ) — объемы газа при температурах ( T_1 ) и ( T_2 ) соответственно.
- ( T_1 ) и ( T_2 ) — абсолютные температуры газа в Кельвинах.
Дано:
- ( V_1 = 5 \, \text{м}^3 )
- ( T_1 = 0 \, ^\circ\text{C} = 273 \, \text{K} )
- ( T_2 = 273 \, ^\circ\text{C} = 273 + 273 = 546 \, \text{K} )
Найти:
- ( V_2 ) — объем газа при температуре ( T_2 ).
Теперь подставим известные значения в закон Шарля:
[ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} ]
[ \frac{5 \, \text{м}^3}{273 \, \text{K}} = \frac{V_2}{546 \, \text{K}} ]
Решим это уравнение для ( V_2 ):
[ V_2 = \frac{5 \, \text{м}^3 \times 546 \, \text{K}}{273 \, \text{K}} ]
[ V_2 = \frac{5 \times 546}{273} \, \text{м}^3 ]
[ V_2 = \frac{2730}{273} \, \text{м}^3 ]
[ V_2 = 10 \, \text{м}^3 ]
Таким образом, объем азота при температуре 273 °C и постоянном давлении будет равен 10 м³.