Номер 32, страница 20, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава V. Молекулярная физика. Параграф 26. Изопроцессы - номер 32, страница 20.

Условие.

32. По графику зависимости $p(V)$ для данной массы газа (рис. 26.21) определите, при переходе между какими из указанных состояний газа его температура: увеличивалась; уменьшалась.

Рис. 26.21

Решение 2.

Решение:

Для анализа изменения температуры газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева-Клапейрона):

$pV = \nu RT$

где $\text{p}$ – давление, $\text{V}$ – объем, $\nu$ – количество вещества, $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ – абсолютная температура.

По условию задачи масса газа постоянна, следовательно, количество вещества $\nu$ также является постоянной величиной. Так как $\text{R}$ – это константа, то из уравнения состояния можно заключить, что температура газа $\text{T}$ прямо пропорциональна произведению его давления $\text{p}$ на объем $\text{V}$:

$T \propto pV$

Таким образом, если произведение $pV$ увеличивается, то температура растет, а если уменьшается – температура падает. Проанализируем каждый переход, показанный на графике.

увеличивалась

Температура увеличивается в тех процессах, где произведение давления на объем ($pV$) возрастает.

1. Переход 1 → 2: Это изохорный процесс, так как объем $\text{V}$ постоянен ($V = \text{const}$). Давление $\text{p}$ увеличивается. Следовательно, произведение $pV$ увеличивается, а значит, и температура $\text{T}$ растет.

2. Переход 2 → 3: Это изобарный процесс, так как давление $\text{p}$ постоянно ($p = \text{const}$). Объем $\text{V}$ увеличивается. Следовательно, произведение $pV$ увеличивается, и температура $\text{T}$ также растет.

Ответ: Температура увеличивалась при переходе из состояния 1 в состояние 2 и из состояния 2 в состояние 3.

уменьшалась

Температура уменьшается в тех процессах, где произведение давления на объем ($pV$) убывает.

1. Переход 3 → 4: Это изохорный процесс ($V = \text{const}$). Давление $\text{p}$ уменьшается. Следовательно, произведение $pV$ уменьшается, что приводит к понижению температуры $\text{T}$.

2. Переход 4 → 1: Это изобарный процесс ($p = \text{const}$). Объем $\text{V}$ уменьшается. Следовательно, произведение $pV$ уменьшается, и температура $\text{T}$ также падает.

Ответ: Температура уменьшалась при переходе из состояния 3 в состояние 4 и из состояния 4 в состояние 1.