Номер 2, страница 43 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Изобразите графически процесс изобарного охлаждения определённой массы идеального газа в координатах $ (p, T) $; $ (V, T) $; $ (V, p) $.

Решение:

Рассмотрим процесс изобарного охлаждения для определенной массы идеального газа. Изобарный процесс — это процесс, протекающий при постоянном давлении: $p = \text{const}$. Охлаждение означает, что абсолютная температура газа $T$ уменьшается. Так как масса газа постоянна ($m = \text{const}$), то и количество вещества $ν$ также постоянно. Состояние газа описывается уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева-Клапейрона): $pV = νRT$.

(p, T)

В координатной плоскости (p, T), где по оси ординат откладывается давление $p$, а по оси абсцисс — температура $T$, изобарный процесс ($p = \text{const}$) изображается прямой, параллельной оси температур. Поскольку газ охлаждается, его температура $T$ уменьшается. Следовательно, точка, изображающая состояние газа, движется по этой прямой в направлении убывания температуры, то есть справа налево.

Ответ: График изобарного охлаждения в координатах (p, T) — это отрезок прямой, параллельный оси температур (оси T), направленный в сторону уменьшения температуры.

(V, T)

Для изобарного процесса ($p = \text{const}$) из уравнения состояния идеального газа $pV = νRT$ можно выразить зависимость объема $V$ от температуры $T$: $V = (\frac{νR}{p})T$. Так как величины $ν, R$ и $p$ в данном процессе постоянны, то объем $V$ прямо пропорционален абсолютной температуре $T$. Эта зависимость известна как закон Гей-Люссака. Графиком такой зависимости является прямая линия, проходящая через начало координат (поскольку при $T=0$ К, теоретический объем $V=0$). При охлаждении температура $T$ уменьшается, следовательно, объем $V$ также пропорционально уменьшается. Процесс на графике будет изображаться отрезком прямой, направленным вдоль этой линии к началу координат.

Ответ: График изобарного охлаждения в координатах (V, T) — это отрезок прямой, лежащий на линии, проходящей через начало координат, и направленный к началу координат.

(V, p)

В координатной плоскости (V, p), где по оси ординат откладывается давление $p$, а по оси абсцисс — объем $V$, изобарный процесс ($p = \text{const}$) изображается прямой, параллельной оси объемов. Как было установлено из анализа в координатах (V, T), при изобарном охлаждении ($T$ уменьшается) объем газа $V$ также уменьшается. Следовательно, точка, изображающая состояние газа, движется по этой прямой в направлении убывания объема, то есть справа налево.

Ответ: График изобарного охлаждения в координатах (V, p) — это отрезок прямой, параллельный оси объемов (оси V), направленный в сторону уменьшения объема.