Номер 3, страница 72 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 3. Температура. Газовые законы. Параграф 3.6. Закон Гей-Люссака. Идеальный газ - номер 3, страница 72.

Условие.

3. Изобразите графически изобарный процесс в координатах $p, V$; $p, t$; $V, t$.

Решение.

Решение

Изобарный процесс — это термодинамический процесс, который происходит с идеальным газом при постоянном давлении ($p = const$). Рассмотрим, как этот процесс отображается в различных системах координат.

p, V

В координатах давление-объем ($p, V$), поскольку давление $\text{p}$ остается постоянным на протяжении всего процесса, а объем $\text{V}$ изменяется, график представляет собой горизонтальную линию. Эта линия параллельна оси объемов $\text{V}$. Уравнение этой линии имеет вид $p = C$, где $\text{C}$ — постоянное значение давления.

Ответ: Графиком изобарного процесса в координатах $p, V$ является прямая, параллельная оси объемов $\text{V}$.

p, t

В координатах давление-температура ($p, t$), аналогично предыдущему случаю, давление $\text{p}$ является константой, в то время как температура $\text{t}$ (в градусах Цельсия) может изменяться. Следовательно, график также будет представлять собой горизонтальную линию, параллельную оси температур $\text{t}$. Уравнение линии: $p = C$.

Ответ: Графиком изобарного процесса в координатах $p, t$ является прямая, параллельная оси температур $\text{t}$.

V, t

Зависимость объема $\text{V}$ от температуры $\text{t}$ при постоянном давлении описывается законом Гей-Люссака: отношение объема газа к его абсолютной температуре постоянно.

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

Абсолютная температура $\text{T}$ (в кельвинах) связана с температурой по шкале Цельсия $\text{t}$ соотношением $T = t + 273.15$. Подставляя это в закон Гей-Люссака, получаем:

$ V = const \cdot T = const \cdot (t + 273.15) $

Это линейная зависимость вида $V = k \cdot t + b$, где $\text{k}$ и $\text{b}$ — константы. Таким образом, график зависимости объема от температуры в градусах Цельсия представляет собой прямую линию. Эта линия не проходит через начало координат. Если мысленно продолжить (экстраполировать) эту прямую до пересечения с осью температур (то есть, найти температуру, при которой объем стал бы равен нулю), то точка пересечения будет соответствовать абсолютному нулю: $t = -273.15$ °C.

Ответ: Графиком изобарного процесса в координатах $V, t$ является прямая линия, не проходящая через начало координат. Продолжение этой прямой пересекает ось температур в точке, соответствующей абсолютному нулю ($t = -273.15$ °C).