Номер 9, 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 9, страница 275.

Условие.

9. Какой процесс называют изобарическим?

Решение.

Какой процесс называют изобарическим?

Изобарическим (или изобарным) процессом называют термодинамический процесс, который происходит в системе с постоянной массой вещества при постоянном давлении. Математически это условие выражается как $p = \text{const}$.

Для идеального газа такой процесс описывается законом Гей-Люссака. Этот закон утверждает, что для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма газа к его абсолютной температуре является постоянной величиной. Формула закона Гей-Люссака выглядит следующим образом:

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

где $V$ — это объём газа, а $T$ — его абсолютная температура, измеряемая в Кельвинах.

Если система переходит из одного состояния в другое (из состояния 1 в состояние 2) при постоянном давлении, то соотношение можно записать так:

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

Из этого соотношения видно, что при изобарическом нагревании газа его объём прямо пропорционально увеличивается, а при охлаждении — уменьшается.

Поскольку в изобарическом процессе объём системы изменяется, газ совершает работу. Работа $A$, совершаемая газом при изменении его объёма от $V_1$ до $V_2$, рассчитывается по формуле:

$A = p(V_2 - V_1) = p\Delta V$

В соответствии с первым началом термодинамики, количество теплоты $Q$, переданное газу, расходуется на изменение его внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение газом работы $A$: $Q = \Delta U + A$. Таким образом, при изобарическом процессе подводимое тепло идёт как на увеличение внутренней энергии (нагрев), так и на совершение работы (расширение).

Простым примером изобарического процесса является нагревание воды в чайнике, не закрытом крышкой. Давление в системе остается постоянным и равным атмосферному, а при нагревании объём воды и пара увеличивается.

Ответ: Изобарическим процессом называется процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении ($p = \text{const}$).