5. Почему давление газа увеличивается при сжатии и уменьшается при расширении?

Ответ:

Давление газа связано с количеством ударов его молекул о стенки сосуда в единицу времени.

• При сжатии: Объём сосуда уменьшается. Молекулы газа оказываются на меньшем расстоянии друг от друга и от стенок. Количество молекул, ударяющихся о стенки в единицу времени, увеличивается, так как они проходят меньшее расстояние между столкновениями и чаще достигают стенок. Следовательно, давление газа увеличивается.
• При расширении: Объём сосуда увеличивается. Молекулы газа находятся дальше друг от друга и от стенок. Количество ударов о стенки в единицу времени уменьшается, так как молекулам требуется больше времени, чтобы достичь стенок. Следовательно, давление газа уменьшается.

Этот принцип описывается законом Бойля-Мариотта (для изотермического процесса): \( PV = const \), где \( P \) — давление, \( V \) — объём.