Номер 30, страница 19, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава V. Молекулярная физика. Параграф 26. Изопроцессы - номер 30, страница 19.

Условие.

30. По графику зависимости $V(T)$ для данной массы газа (рис. 26.19) определите, при переходе между какими из отмеченных состояний газа его давление: уменьшалось; увеличивалось.

Рис. 26.19

Решение 2.

Решение

Для анализа процесса воспользуемся уравнением состояния идеального газа для постоянной массы газа (уравнение Менделеева-Клапейрона): $pV = \frac{m}{M}RT$, где $\text{p}$ – давление, $\text{V}$ – объем, $\text{T}$ – абсолютная температура, $\text{m}$ – масса газа, $\text{M}$ – его молярная масса, а $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная.

Из этого уравнения можно выразить объем: $V = \left(\frac{mR}{pM}\right)T$.

На графике в координатах $V(T)$ данное уравнение описывает прямую линию, проходящую через начало координат, тангенс угла наклона которой (угловой коэффициент) равен $k = \frac{V}{T}$. Из уравнения состояния следует, что $k = \frac{mR}{pM}$.

Так как величины $\text{m}$, $\text{M}$ и $\text{R}$ в данном процессе постоянны, давление $\text{p}$ обратно пропорционально угловому коэффициенту $\text{k}$: $p \sim \frac{1}{k}$.

Таким образом, увеличение наклона прямой, соединяющей точку на графике с началом координат, соответствует уменьшению давления газа, а уменьшение наклона – увеличению давления.

уменьшалось

Давление уменьшалось на тех участках, где угловой коэффициент $k = V/T$ увеличивался. Это происходит, когда линия, проведенная из начала координат в точку, изображающую состояние газа, поворачивается против часовой стрелки. На данном графике это соответствует переходам 3→4 и 4→1.

Ответ: при переходах 3→4 и 4→1.

увеличивалось

Давление увеличивалось на тех участках, где угловой коэффициент $k = V/T$ уменьшался. Это происходит, когда линия, проведенная из начала координат, поворачивается по часовой стрелке. На данном графике это соответствует переходам 1→2 и 2→3.

Ответ: при переходах 1→2 и 2→3.