Если абсолютная температура данной массы газа увеличивается в 2 раза при изохорном процессе, это значит, что газ нагревают без изменения его объема.
Для анализа изменения плотности газа в таких условиях можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT, ]
где ( P ) — давление, ( V ) — объем, ( n ) — количество вещества в молях, ( R ) — универсальная газовая постоянная, ( T ) — абсолютная температура.
Плотность газа (\rho) определяется как масса (m) деленная на объем (V), то есть:
[ \rho = \frac{m}{V}. ]
Поскольку масса газа остается постоянной, изменение плотности связано только с изменением объема. Изохорный процесс предполагает, что объем (V) остается постоянным.
Теперь рассмотрим, как изменяется давление при увеличении температуры в 2 раза. Так как объем постоянен, уравнение состояния идеального газа можно записать в виде:
[ P \propto T. ]
Это значит, что при увеличении температуры (T) в 2 раза, давление (P) также увеличится в 2 раза.
Однако, поскольку плотность (\rho) не зависит от давления, а только от массы и объема, она останется неизменной в условиях изохорного нагревания. То есть:
[ \rho = \frac{m}{V} = \text{const}. ]
Таким образом, в изохорном процессе, несмотря на изменение температуры и давления, плотность газа не изменяется.