В отсутствии теплопередачи газ, находящийся в сосуде с подвижным поршнем, сжали. Как в процессе сжатия изменилось давление и температура газа?

При сжатии газа в сосуде с подвижным поршнем, когда теплопередача отсутствует (то есть система изолирована от внешней среды), происходят изменения давления и температуры газа, которые можно объяснить с помощью законов термодинамики, а именно уравнения состояния идеального газа и принципа сохранения энергии.

1. Изменение давления: Давление газа увеличивается. Это можно объяснить с использованием закона Бойля-Мариотта для идеальных газов, который утверждает, что при постоянной температуре (из-за отсутствия теплопередачи) произведение давления и объема газа остается постоянным. Однако в данном случае температура газа изменяется (об этом ниже), поэтому точное изменение давления будет зависеть от того, как изменяется температура.

2. Изменение температуры: Температура газа также увеличивается. Это связано с тем, что при сжатии газа происходит выполнение работы над газом (в том числе сжимаются молекулы газа), что ведет к повышению внутренней энергии. В отсутствие теплообмена с окружающей средой вся работа, совершаемая при сжатии, идет на повышение температуры газа, поскольку внутренняя энергия идеального газа пропорциональна его температуре.

Таким образом, в процессе сжатия газа без теплопередачи (например, в изолированной системе):

• Давление увеличивается, так как объем уменьшается.
• Температура повышается, так как вся энергия, передаваемая от поршня, идет на повышение температуры газа.

Этот процесс можно описать как адиабатическое сжатие, при котором соблюдается условие $pV^\gamma = \text{const}$, где $p$ — давление, $V$ — объем, а $\gamma$ — показатель адиабаты, который зависит от количества степеней свободы молекул газа.