Номер 2, страница 120 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Почему при указании плотности газа оговаривают условия, при которых находится газ?

Плотность ($\rho$) вещества определяется как отношение его массы ($m$) к занимаемому объему ($V$): $\rho = \frac{m}{V}$.

В отличие от твердых тел и жидкостей, объем которых изменяется незначительно при изменении внешних условий, газы не имеют собственного объема и занимают весь предоставленный им объем. Объем газа, в свою очередь, очень сильно зависит от двух основных параметров: давления ($P$) и температуры ($T$).

• При увеличении давления на газ (при неизменной температуре), его объем уменьшается, так как молекулы сближаются. Следовательно, плотность газа ($\rho = m/V$) увеличивается.
• При увеличении температуры газа (при неизменном давлении), скорость движения его молекул возрастает, что приводит к расширению газа и увеличению его объема. Следовательно, плотность газа уменьшается.

Эта зависимость для идеального газа описывается уравнением состояния, известным как уравнение Менделеева-Клапейрона:

$PV = \frac{m}{M}RT$

где $M$ – молярная масса газа, а $R$ – универсальная газовая постоянная.

Из этого уравнения можно выразить плотность газа:

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{PM}{RT}$

Эта формула наглядно показывает, что плотность газа ($\rho$) напрямую зависит от давления ($P$) и температуры ($T$). Таким образом, говорить о плотности газа, не указав условия, при которых она измерена, бессмысленно, так как для одного и того же газа можно получить бесконечное множество значений плотности, меняя давление и температуру. Именно поэтому для сравнения плотностей различных газов их значения приводят к стандартным или нормальным условиям (например, нормальные условия: давление $P_0 = 101325$ Па и температура $T_0 = 273,15$ К или 0 °C).

Ответ: Плотность газа не является постоянной величиной, так как объем газа сильно зависит от внешних условий — давления и температуры. Поэтому при указании плотности необходимо оговаривать эти условия, чтобы данная характеристика была однозначно определена и имела физический смысл.