Номер 6, страница 73, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 4. Газовые законы. Параграф 26. Применение первого закона термодинамики к изобарному и изохорному процессам - номер 6, страница 73.

Условие.

6. При изобарном расширении объём идеального газа увеличился от 5 до 12 л. Давление газа было равно 200 кПа. Постройте график зависимости давления $\text{p}$ газа от его объёма $\text{V}$ (рис. 28) и определите работу, совершённую газом.

Ответ: ________.

Рис.28

Решение.

Дано:

$p = 200 \text{ кПа} = 200 \cdot 10^3 \text{ Па} = 2 \cdot 10^5 \text{ Па}$

$V_1 = 5 \text{ л} = 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

$V_2 = 12 \text{ л} = 12 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$\text{A}$ - ?

Построить график $p(V)$

Решение:

1. Построим график зависимости давления p от объёма V.

Процесс, описанный в задаче, является изобарным, так как давление газа остаётся постоянным ($p = const$). В координатах $p-V$ изобарный процесс изображается в виде прямой линии, параллельной оси объёма $\text{V}$.

Начальное состояние газа характеризуется точкой с координатами ($V_1; p$), то есть ($5 \text{ л}; 200 \text{ кПа}$). Конечное состояние — точкой с координатами ($V_2; p$), то есть ($12 \text{ л}; 200 \text{ кПа}$).

Таким образом, график представляет собой отрезок горизонтальной прямой, начинающийся в точке ($5 \text{ л}; 200 \text{ кПа}$) и заканчивающийся в точке ($12 \text{ л}; 200 \text{ кПа}$).

2. Определим работу, совершённую газом.

Работа газа при изобарном процессе вычисляется по формуле:

$A = p \cdot \Delta V$

где $\Delta V$ — это изменение объёма газа, которое равно $\Delta V = V_2 - V_1$.

Подставим значения в формулу:

$A = p \cdot (V_2 - V_1)$

Выполним вычисления, используя значения в системе СИ:

$A = 2 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot (12 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 - 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3)$

$A = 2 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot (7 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3)$

$A = 14 \cdot 10^2 \text{ Дж} = 1400 \text{ Дж}$

Работа газа также может быть найдена как площадь прямоугольника под графиком процесса в координатах $p-V$. Высота этого прямоугольника равна $p = 200 \text{ кПа}$, а ширина — $\Delta V = 12 \text{ л} - 5 \text{ л} = 7 \text{ л}$.

Ответ: работа, совершённая газом, равна 1400 Дж. График процесса в координатах $p(V)$ — это отрезок прямой, параллельной оси объёмов $\text{V}$, проведённый на уровне давления $p = 200$ кПа от $V_1 = 5$ л до $V_2 = 12$ л.