Номер 1, страница 221 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Параграф 27. Газовые законы - номер 1, страница 221.

Условие.

1. Расскажите об изобарном процессе. Как связаны объём газа и его абсолютная температура при изобарном процессе? Запишите соответствующую формулу и изобразите график этого процесса.

Решение.

1. Расскажите об изобарном процессе. Как связаны объём газа и его абсолютная температура при изобарном процессе? Запишите соответствующую формулу и изобразите график этого процесса.

Решение:

Изобарный (или изобарический) процесс — это термодинамический процесс, протекающий в системе при постоянном давлении ($p = \text{const}$). Этот процесс описывается для системы с постоянной массой газа ($m = \text{const}$) и неизменным химическим составом.

При изобарном процессе объём газа прямо пропорционален его абсолютной температуре. Это означает, что при увеличении абсолютной температуры объём газа увеличивается, а при уменьшении — уменьшается. Эта зависимость известна как закон Гей-Люссака.

Математически закон Гей-Люссака для изобарного процесса выражается следующей формулой:

$\frac{V}{T} = \text{const}$

где $\text{V}$ — объём газа, а $\text{T}$ — его абсолютная температура (в кельвинах).

Для двух состояний газа (начального с параметрами $V_1, T_1$ и конечного с параметрами $V_2, T_2$) при постоянном давлении формула принимает вид:

$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$

Графиком изобарного процесса является прямая линия, которая называется изобарой. Вид графика зависит от выбранных осей координат.

В координатах (V, T) — объём от абсолютной температуры — изобара представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Поскольку достижение температуры абсолютного нуля ($T=0$ K) на практике невозможно, график обычно изображают в виде луча, начинающегося при некоторой температуре $T > 0$, а его продолжение к началу координат показывают пунктирной линией.

В координатах (p, V) — давление от объёма — изобара представляет собой горизонтальную прямую, так как давление постоянно ($p = \text{const}$).

Ответ: Изобарный процесс — это процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении ($p = \text{const}$). В таком процессе объём идеального газа ($\text{V}$) прямо пропорционален его абсолютной температуре ($\text{T}$). Формула, описывающая эту зависимость (закон Гей-Люссака), имеет вид $\frac{V}{T} = \text{const}$ или $\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$. Графиком процесса (изобарой) в координатах (V, T) является прямая, проходящая через начало координат; в координатах (p, V) или (p, T) — прямая, параллельная оси объёма или температуры соответственно.