Номер 341, страница 69 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

341. Состояние идеального газа, масса которого постоянна, изменялось так, как показано на рисунке 41. На каких участках цикла сила давления газа совершала положительную работу, а на каких — отрицательную?

Рис. 41

Решение

Работа, совершаемая силой давления идеального газа, зависит от изменения его объема. Работа газа $A$ положительна, когда газ расширяется (его объем $V$ увеличивается), и отрицательна, когда газ сжимается (его объем $V$ уменьшается). На графике в координатах давление-объем ($p-V$) расширению соответствует движение вправо вдоль оси объемов, а сжатию — движение влево.

Участки, на которых совершалась положительная работа

Положительная работа совершается при увеличении объема газа. Рассмотрим участки, на которых график процесса движется вправо:

1. Участок 1-2: Объем газа увеличивается. Следовательно, газ совершает положительную работу ($A_{12} > 0$).

2. Участок 2-3: Объем газа также увеличивается. Следовательно, газ совершает положительную работу ($A_{23} > 0$).

Участки, на которых совершалась отрицательная работа

Отрицательная работа совершается при уменьшении объема газа. Рассмотрим участки, на которых график процесса движется влево:

1. Участок 3-4: Объем газа уменьшается. Следовательно, работа, совершаемая газом, отрицательна ($A_{34} < 0$).

2. Участок 4-1: Объем газа продолжает уменьшаться. Следовательно, работа, совершаемая газом, также отрицательна ($A_{41} < 0$).

Ответ: сила давления газа совершала положительную работу на участках 1-2 и 2-3, а отрицательную — на участках 3-4 и 4-1.