Номер 2, страница 236 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 70. Примеры решения задач по теме «Определение параметров газа по графикам изопроцессов». Глава 10. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы - номер 2, страница 236.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Представлен график зависимости объёма $V$ идеального газа постоянной массы ($m = \text{const}$) от абсолютной температуры $T$.

Процесс 1—2: объём газа постоянен ($V = \text{const}$), температура $T$ уменьшается.

Процесс 2—3: объём газа прямо пропорционален температуре ($V \sim T$), оба параметра увеличиваются.

Найти:

Характер изменения давления $P$ в процессе 1—2—3.

Решение:

Воспользуемся уравнением состояния идеального газа (уравнением Клапейрона-Менделеева) для постоянного количества вещества: $PV = \nu RT$ где $P$ — давление, $V$ — объём, $T$ — абсолютная температура, $\nu$ — количество вещества (постоянно, так как масса газа не меняется), $R$ — универсальная газовая постоянная.

Из этого уравнения выразим давление: $P = \frac{\nu R T}{V}$ Проанализируем каждый участок процесса.

Участок 1—2

Из графика видно, что на этом участке объём газа не изменяется ($V = \text{const}$), то есть процесс является изохорным. Температура газа при этом уменьшается ($T_2 < T_1$). Из уравнения $P = (\frac{\nu R}{V}) \cdot T$ следует, что при постоянном объёме давление прямо пропорционально абсолютной температуре ($P \sim T$). Поскольку температура уменьшается, давление газа на участке 1—2 также уменьшается.

Участок 2—3

На этом участке график представляет собой прямую линию, которая, если ее продолжить, пройдёт через начало координат (0, 0). Это означает, что объём газа прямо пропорционален его абсолютной температуре: $\frac{V}{T} = \text{const}$ Процесс, протекающий при таком условии, является изобарным, то есть давление в нём постоянно. Проверим это с помощью уравнения состояния: $P = \nu R \cdot \frac{T}{V}$ Так как отношение $\frac{V}{T}$ на этом участке постоянно, то и обратное ему отношение $\frac{T}{V}$ также является постоянной величиной. Следовательно, давление $P$ на участке 2—3 остаётся неизменным.

Итоговый вывод: на участке 1—2 давление уменьшается, а на участке 2—3 не изменяется. Это соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: на участке 1—2 давление уменьшается, на участке 2—3 остаётся неизменным.