Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое в общем виде записывается как:
[ pV = nRT ]
где ( p ) — давление, ( V ) — объем, ( n ) — количество вещества (в молях), ( R ) — универсальная газовая постоянная, ( T ) — абсолютная температура.
В задаче сказано, что газ изохронно нагревают, то есть объем остается постоянным (( V = \text{const} )). При изохорном процессе уравнение состояния идеального газа можно записать следующим образом:
[ \frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2} ]
где индексы 1 и 2 обозначают начальное и конечное состояния газа соответственно.
Из условия задачи известно, что температура изменяется на (\Delta T = 120 \text{K}), а давление увеличивается в 1,4 раза. Обозначим начальное давление как ( p_1 ) и начальную температуру как ( T_1 ). Тогда конечное давление ( p_2 ) можно выразить через начальное давление:
[ p_2 = 1.4p_1 ]
Конечную температуру ( T_2 ) можно выразить через начальную температуру:
[ T_2 = T_1 + \Delta T ]
Теперь подставим эти выражения в уравнение состояния:
[ \frac{p_1}{T_1} = \frac{1.4p_1}{T_1 + 120} ]
Сократим на ( p_1 ):
[ \frac{1}{T_1} = \frac{1.4}{T_1 + 120} ]
Теперь решим это уравнение относительно ( T_1 ):
[ T_1 + 120 = 1.4T_1 ]
Перенесем ( T_1 ) в одну сторону:
[ 120 = 1.4T_1 - T_1 ]
[ 120 = 0.4T_1 ]
Разделим обе части уравнения на 0.4:
[ T_1 = \frac{120}{0.4} ]
[ T_1 = 300 \text{K} ]
Таким образом, начальная абсолютная температура ( T_1 ) составляет 300 K.