Номер 11, страница 275 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 48. Законы идеального газа. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 11, страница 275.

Условие.

11. Что называют изопроцессом? Приведите примеры изопроцессов.

Решение.

Что называют изопроцессом?

Изопроцессом (от греческого "изос" – равный) называют термодинамический процесс, который происходит в системе с постоянной массой и химическим составом вещества при неизменном значении одного из основных макроскопических параметров состояния: давления $P$, объёма $V$ или температуры $T$.

Изопроцессы в идеальных газах описываются газовыми законами, которые являются частными случаями уравнения состояния идеального газа (уравнения Клапейрона–Менделеева) $PV = \nu RT$. Для постоянной массы газа ($m=const$, следовательно, количество вещества $\nu=const$) это уравнение можно представить в виде объединённого газового закона: $\frac{PV}{T} = const$.

Приведите примеры изопроцессов.

К основным изопроцессам относятся:

Изотермический процесс.
Это процесс, протекающий при постоянной температуре ($T = const$). Для идеального газа он описывается законом Бойля–Мариотта: произведение давления газа на его объём остаётся постоянным.
Формула: $PV = const$.
Пример: медленное сжатие или расширение воздуха под поршнем в шприце, если дать ему время для теплообмена с окружающей средой, чтобы температура воздуха внутри не менялась.

Изобарный процесс.
Это процесс, протекающий при постоянном давлении ($P = const$). Для идеального газа он описывается законом Гей-Люссака: отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным.
Формула: $\frac{V}{T} = const$.
Пример: нагревание воды в открытом чайнике. Процесс кипения и превращения в пар происходит при постоянном атмосферном давлении. Другой пример - расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при нагревании.

Изохорный процесс.
Это процесс, протекающий при постоянном объёме ($V = const$). Для идеального газа он описывается законом Шарля: отношение давления газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным.
Формула: $\frac{P}{T} = const$.
Пример: нагревание газа в герметично закрытом жёстком сосуде, например, в баллоне с газом, оставленном на солнце. Объём баллона практически не меняется, а давление и температура газа внутри растут.

Ответ: Изопроцесс – это процесс изменения состояния термодинамической системы с постоянной массой, в ходе которого один из макроскопических параметров (давление, объём или температура) остаётся неизменным. Примерами изопроцессов являются: изотермический (при постоянной температуре, $T=const$), изобарный (при постоянном давлении, $P=const$) и изохорный (при постоянном объёме, $V=const$).