Номер 1, страница 235 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Параграф 29. Примеры решения задач по молекулярной физике - номер 1, страница 235.

Условие.

1. Изобразите изохору в координатах $(p, V)$, $(p, T)$ и $(V, T)$.

Решение.

Изохорный процесс (или изохора) — это термодинамический процесс, который происходит при постоянном объеме ($V = \text{const}$). Для идеального газа этот процесс описывается законом Шарля, согласно которому отношение давления к абсолютной температуре остается постоянным: $ \frac{p}{T} = \text{const} $. Рассмотрим, как этот процесс выглядит в различных системах координат.

Изохора в координатах (p, V)

Решение

В координатах давление-объем ($\text{p}$, $\text{V}$), изохорный процесс изображается линией, параллельной оси давлений ($\text{p}$). Так как по определению изохорного процесса объем газа не изменяется ($V = \text{const}$), а давление ($\text{p}$) и температура ($\text{T}$) могут изменяться, все точки, соответствующие состояниям газа в этом процессе, будут лежать на прямой, перпендикулярной оси объемов.

Ответ: График изохоры в координатах ($\text{p}$, $\text{V}$) представляет собой вертикальную прямую, перпендикулярную оси объемов $\text{V}$.

Изохора в координатах (p, T)

Решение

В координатах давление-температура ($\text{p}$, $\text{T}$) зависимость для изохорного процесса описывается законом Шарля: $ \frac{p}{T} = \text{const} $. Отсюда следует, что давление прямо пропорционально абсолютной температуре: $ p = (\text{const}) \cdot T $. Эта формула является уравнением прямой, проходящей через начало координат. При абсолютном нуле температуры ($T = 0$ К) давление газа также равно нулю ($p = 0$).

Ответ: График изохоры в координатах ($\text{p}$, $\text{T}$) представляет собой прямую линию, являющуюся продолжением луча, выходящего из начала координат.

Изохора в координатах (V, T)

Решение

В координатах объем-температура ($\text{V}$, $\text{T}$), изохорный процесс изображается линией, параллельной оси температур ($\text{T}$). Поскольку объем ($\text{V}$) в этом процессе остается постоянным ($V = \text{const}$), а температура ($\text{T}$) может изменяться, все точки процесса будут иметь одинаковую координату по оси объемов и лежать на прямой, перпендикулярной этой оси.

Ответ: График изохоры в координатах ($\text{V}$, $\text{T}$) представляет собой горизонтальную прямую, перпендикулярную оси объемов $\text{V}$.