Номер 3, страница 137 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Приведите примеры изохорных процессов в природе и технике.

Примеры изобарных процессов в природе и технике

Изобарный процесс — это термодинамический процесс, который протекает в системе при постоянном давлении ($p = \text{const}$).

Примеры в природе:
1. Нагревание приземного слоя воздуха. В ясный безветренный день солнечные лучи нагревают землю, а от нее — прилегающий слой воздуха. Воздух расширяется, но его давление остается практически равным атмосферному, так как он находится в открытом пространстве.
2. Нагревание или охлаждение воды в открытом водоеме (озеро, море). Поверхность воды находится под постоянным атмосферным давлением, и при изменении температуры ее объем также меняется.

Примеры в технике:
1. Кипение воды в открытом сосуде (чайник, кастрюля). Процесс парообразования происходит при постоянном атмосферном давлении, при этом объем системы "жидкость-пар" сильно возрастает.
2. Расширение газа в цилиндре под подвижным поршнем. Если на поршень действует постоянная внешняя сила (например, атмосферное давление и вес самого поршня), то при медленном нагревании давление газа внутри будет оставаться постоянным, а его объем будет увеличиваться, совершая работу. Этот принцип используется в тепловых двигателях.

Ответ: Примерами изобарных процессов служат кипение воды в открытом сосуде, нагревание воздуха у поверхности Земли и расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при постоянном внешнем давлении.

3. Приведите примеры изохорных процессов в природе и технике.

Изохорный процесс — это термодинамический процесс, который происходит при постоянном объеме ($V = \text{const}$). В этом процессе газ не совершает работу, так как объем не меняется.

Примеры в природе:
1. Изменение давления воздуха в герметичной пещере при смене времени суток. Ночью воздух остывает и его давление падает, днем — нагревается и давление растет. Объем пещеры при этом остается постоянным.
2. Нагревание подземного газового месторождения геотермальными источниками. Объем, ограниченный непроницаемыми породами, постоянен, а давление газа растет с температурой.

Примеры в технике:
1. Нагревание газа в любом герметично закрытом сосуде с жесткими стенками (газовый баллон, автоклав, скороварка). При подводе тепла температура и давление газа растут в соответствии с законом Шарля ($p/T = \text{const}$), а объем остается неизменным.
2. Процесс сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания (в цикле Отто). Сгорание топливно-воздушной смеси происходит так быстро, что поршень не успевает заметно сместиться. Этот процесс моделируют как изохорный подвод теплоты, при котором резко возрастают температура и давление в камере сгорания.
3. Работа лампы накаливания. Инертный газ, заполняющий колбу лампы, нагревается от раскаленной вольфрамовой нити. Так как объем стеклянной колбы постоянен, давление газа внутри нее при работе значительно возрастает.

Ответ: Примерами изохорных процессов являются нагревание газа в закрытом баллоне, нагревание газа в электрической лампочке и процесс сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания (ДВС).