Номер 4, страница 264 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 54. Изопроцессы. Вопросы - номер 4, страница 264.

Условие.

4. Какой процесс называют изобарным? Сформулируйте закон Гей-Люссака. Постройте изобары в осях $\text{p}$, $\text{V}$ и $\text{V}$, $\text{T}$.

Решение.

Какой процесс называют изобарным?

Изобарным (или изобарическим) процессом называется термодинамический процесс, протекающий в системе при постоянном давлении. В таком процессе изменяются объём и температура газа, в то время как давление остаётся неизменным ($p = \text{const}$).

Ответ: Изобарный процесс — это процесс изменения состояния газа при постоянном давлении.

Сформулируйте закон Гей-Люссака.

Закон Гей-Люссака описывает связь между объёмом и температурой идеального газа в изобарном процессе. Он гласит: для данной массы газа при постоянном давлении объём прямо пропорционален абсолютной температуре.

Математически этот закон выражается формулой:

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

или для двух состояний газа:

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

где $V_1$ и $T_1$ — объём и абсолютная температура газа в начальном состоянии, а $V_2$ и $T_2$ — в конечном состоянии.

Ответ: Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре есть величина постоянная ($V/T = \text{const}$).

Постройте изобары в осях p,V и V,T.

Изобара — это линия, изображающая изобарный процесс на диаграмме состояния.

1. Изобара в координатах p,V (давление, объём).
Поскольку давление в изобарном процессе постоянно ($p = \text{const}$), график представляет собой прямую линию, параллельную оси объёма V. Стрелка на графике показывает направление процесса (например, расширение).

2. Изобара в координатах V,T (объём, температура).
Согласно закону Гей-Люссака, $V = (\text{const}) \cdot T$. Это уравнение прямой пропорциональности. График этой зависимости — прямая линия, проходящая через начало координат. Так как состояние газа при абсолютном нуле температуры ($T=0$ K) физически не реализуется, часть графика вблизи нуля изображают пунктирной линией.

Ответ: В координатах (p,V) изобара является прямой, параллельной оси объёма V. В координатах (V,T) изобара является прямой, проходящей через начало координат.