Номер 13, страница 63, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 4. Газовые законы. Параграф 23. Изохорный процесс. Закон Шарля - номер 13, страница 63.

Условие.

13. Какой из графиков, приведённых на рис. 17, соответствует изохоре? Обведите его зелёным карандашом.

Рис. 17

Решение.

Решение

Изохорный процесс — это термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме ($V = \text{const}$). Для идеального газа связь между давлением и температурой при постоянном объёме устанавливает закон Шарля, согласно которому давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:

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

Отсюда следует, что $p = C \cdot T$, где $\text{C}$ — некоторая константа, а $\text{T}$ — абсолютная температура в кельвинах.

Абсолютная температура ($\text{T}$) связана с температурой по шкале Цельсия ($\text{t}$) следующим соотношением: $T = t + 273.15$. На графике указана точка -273, поэтому для упрощения будем использовать $T \approx t + 273$.

Подставив это выражение в уравнение закона Шарля, получим зависимость давления от температуры в градусах Цельсия для изохорного процесса:

$p = C \cdot (t + 273)$

Это уравнение является уравнением прямой вида $y = mx + b$, где $\text{p}$ выступает в роли $\text{y}$, а $\text{t}$ — в роли $\text{x}$. Графиком этой зависимости в координатах $p(t)$ является прямая линия.

Важной особенностью этого графика является то, что при температуре $t = -273^\circ \text{С}$ (абсолютный нуль) давление идеального газа должно стать равным нулю ($p = 0$). Это означает, что продолжение графика изохорного процесса (изохоры) должно пересекать ось температур именно в этой точке.

Анализируя графики на рисунке 17, мы видим несколько типов линий:

• Прямые линии с положительным наклоном, продолжения которых (показанные пунктиром) сходятся в точке $t = -273^\circ \text{С}$.
• Изогнутые линии (похожие на гиперболы).
• Прямая линия с отрицательным наклоном.

Согласно вышеизложенному, только прямые линии, продолжения которых пересекают ось абсцисс в точке $t = -273^\circ \text{С}$, соответствуют изохорному процессу.

Ответ: Изохоре соответствуют графики в виде прямых линий с положительным наклоном, продолжения которых (показанные пунктиром) пересекаются в точке $t = -273^\circ \text{С}$ на оси температур.