W zadaniu podano, że gaz w cylindrze z ruchomym tłokiem jest ogrzewany izobarycznie, czyli przy stałym ciśnieniu. Dla gazu doskonałego w przemianie izobarycznej obowiązuje prawo Charlesa (Gay-Lussaca):
V/T = const (gdy p = const), czyli objętość jest wprost proporcjonalna do temperatury bezwzględnej wyrażonej w kelwinach.
Stosujemy proporcję:
V2 = V1 · (T2/T1)
- V1 = 4 m3
- T1 = 400 K
- T2 = 600 K
Obliczenie:
V2 = 4 m3 · (600/400) = 4 m3 · 1,5 = 6 m3.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?
- "4 m3" odpowiadałoby sytuacji bez zmiany objętości, co byłoby typowe raczej dla naczynia sztywnego (stała objętość), a nie dla ruchomego tłoka przy stałym ciśnieniu.
- "9 m3" oznaczałoby wzrost 2,25 raza, a tu temperatura rośnie z 400 K do 600 K, czyli dokładnie 1,5 raza.
- "12 m3" sugeruje podwojenie objętości, co wymagałoby podwojenia temperatury (np. 400 K → 800 K), a nie wzrostu do 600 K.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści jest słowo izobarycznie, w pierwszym kroku zapamiętaj schemat V ~ T. Gdy jest izotermicznie, wtedy pV = const, a przy izochorycznie (stała objętość) mamy p ~ T.
