Номер 1, страница 279 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.
Тип: Учебник
Серия: алгоритм успеха
Издательство: Просвещение
Год издания: 2011 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами
ISBN: 978-5-09-091742-1
Популярные ГДЗ в 10 классе
Вопросы. Параграф 49. Объединённый газовый закон. Уравнение состояния идеального газа. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 1, страница 279.
№1 (с. 279)
Условие. №1 (с. 279)
скриншот условия

1. Можно ли перевести идеальный газ, находящийся в состоянии теплового равновесия при давлении $p_1$ и температуре $T_1$, в равновесное состояние, при котором его давление будет равно $p_2$, а объём равен $V_2$? Как это сделать? Можете ли вы предложить разные способы перевода этого газа из начального состояния в конечное?
Решение. №1 (с. 279)
Решение
Можно ли перевести идеальный газ из состояния ($p_1, T_1$) в состояние ($p_2, V_2$)?
Да, такой перевод возможен. Состояние определенного количества идеального газа (где количество вещества $n$ постоянно) полностью описывается уравнением состояния Менделеева-Клапейрона: $pV = nRT$, где $p$ – давление, $V$ – объем, $T$ – абсолютная температура, а $R$ – универсальная газовая постоянная.
Это означает, что для полного определения состояния газа достаточно знать два любых независимых параметра. В начальном состоянии нам известны давление $p_1$ и температура $T_1$. Из них мы можем найти начальный объем: $V_1 = \frac{nRT_1}{p_1}$. Таким образом, начальное состояние 1 полностью определено: ($p_1, V_1, T_1$).
В конечном состоянии нам известны давление $p_2$ и объем $V_2$. Из них мы можем найти конечную температуру: $T_2 = \frac{p_2V_2}{nR}$. Таким образом, конечное состояние 2 также полностью определено: ($p_2, V_2, T_2$).
Поскольку и начальное, и конечное состояния являются физически достижимыми равновесными состояниями, то всегда существует термодинамический процесс (или последовательность процессов), который может перевести систему из одного состояния в другое.
Ответ: Да, можно.
Как это сделать?
Перевод газа из одного состояния в другое осуществляется путем целенаправленного воздействия на него, которое изменяет его параметры. На практике это достигается комбинацией двух основных типов воздействия:
1. Механическое воздействие: Изменение объема газа, например, с помощью поршня в цилиндре. Сжимая газ, мы совершаем над ним работу, увеличивая его внутреннюю энергию. Позволяя газу расширяться, мы даем ему совершить работу, что уменьшает его внутреннюю энергию.
2. Тепловое воздействие: Подвод или отвод теплоты от газа. Это достигается путем контакта сосуда с газом с внешними телами (нагревателями или холодильниками), имеющими температуру, отличную от температуры газа. Передача теплоты напрямую изменяет внутреннюю энергию газа и, следовательно, его температуру.
Управляя движением поршня и теплообменом с окружающей средой, можно провести газ через любую последовательность состояний и достичь требуемых конечных параметров $p_2$ и $V_2$.
Ответ: Перевод можно осуществить, изменяя объем сосуда с газом и контролируя теплообмен газа с окружающей средой.
Разные способы перевода этого газа из начального состояния в конечное
Существует бесконечное множество путей (процессов) перехода из начального состояния в конечное. Выбор конкретного пути определяет, какая работа будет совершена в процессе и какое количество теплоты будет передано. Ниже приведены три примера таких путей, состоящих из комбинации простых изопроцессов.
Способ 1. Изохорный нагрев/охлаждение, затем изобарное расширение/сжатие.
Шаг 1: При постоянном объеме $V_1$ подводим или отводим теплоту, чтобы изменить давление от $p_1$ до $p_2$. Промежуточное состояние: ($p_2, V_1$).
Шаг 2: При постоянном давлении $p_2$ подводим или отводим теплоту, чтобы изменить объем от $V_1$ до $V_2$. Газ достигает конечного состояния ($p_2, V_2$).
Способ 2. Изобарное расширение/сжатие, затем изохорный нагрев/охлаждение.
Шаг 1: При постоянном давлении $p_1$ изменяем объем от $V_1$ до $V_2$. Промежуточное состояние: ($p_1, V_2$).
Шаг 2: При постоянном объеме $V_2$ изменяем давление от $p_1$ до $p_2$. Газ достигает конечного состояния ($p_2, V_2$).
Способ 3. Изотермическое расширение/сжатие, затем изохорный нагрев/охлаждение.
Шаг 1: Поддерживая температуру постоянной ($T = T_1$), изменяем объем газа от $V_1$ до $V_2$. Давление при этом изменится до некоторого промежуточного значения $p_{пром} = p_1 \frac{V_1}{V_2}$. Промежуточное состояние: ($p_{пром}, V_2, T_1$).
Шаг 2: При постоянном объеме $V_2$ изменяем давление от $p_{пром}$ до $p_2$ путем подвода или отвода теплоты. Газ достигает конечного состояния ($p_2, V_2$).
Ответ: Существует бесконечное множество способов. Например, можно использовать комбинации изопроцессов: изохора+изобара, изобара+изохора, изотерма+изохора и т.д. Также можно осуществить перевод в ходе одного более сложного процесса, например, политропного.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 279 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №1 (с. 279), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.