Номер 4, страница 107 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

4. Почему баллоны с газом рекомендуется хранить под навесом, куда не попадают солнечные лучи?

Баллоны с газом рекомендуется хранить вдали от прямых солнечных лучей по соображениям безопасности, которые основаны на фундаментальных законах физики.

Решение

Основная причина заключается в том, что солнечные лучи нагревают баллон и газ, находящийся внутри него. Газ в герметично закрытом баллоне можно рассматривать как систему с постоянным объемом ($V = \text{const}$). Поведение газа в таких условиях описывается законом Шарля (для изохорного процесса), который устанавливает прямую зависимость между давлением и абсолютной температурой газа:

$ \frac{p}{T} = \text{const} $

Здесь $p$ — это давление газа, а $T$ — его абсолютная температура (измеряемая в Кельвинах). Из этого соотношения следует, что при увеличении температуры газа его давление также пропорционально возрастает.

Когда солнечные лучи попадают на баллон, происходит следующее:
1. Нагрев. Поверхность баллона поглощает энергию солнечного излучения и нагревается. Тепло от нагретых стенок передается газу внутри.
2. Рост давления. В соответствии с законом Шарля, увеличение температуры газа в замкнутом объеме приводит к значительному росту давления внутри баллона.
3. Риск взрыва. Каждый газовый баллон рассчитан на определенное максимальное давление. Если из-за сильного перегрева давление газа превысит это допустимое значение, прочность стенок может оказаться недостаточной, что приведет к разрушению баллона — взрыву. Взрыв крайне опасен из-за разлетающихся осколков и возможного воспламенения горючего газа.

Таким образом, хранение баллонов под навесом, куда не попадают солнечные лучи, является обязательной мерой безопасности. Это предотвращает их перегрев и, как следствие, поддерживает давление газа в безопасных пределах.

Ответ: Баллоны с газом хранят под навесом для защиты от прямых солнечных лучей. Нагрев от солнца приводит к увеличению температуры газа внутри баллона. Согласно газовым законам, это вызывает значительное повышение давления, которое может превысить предел прочности баллона и привести к взрыву.