Теоретическое исследование, страница 8 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Газовые законы. Параграф 2. Изотермический процесс. Закон Бойля — Мариотта. Вопросы - страница 8.

Условие.

Теоретическое исследование

На рис. 4, а, б изображены результаты исследования термодинамической системы — газа в сосуде — в виде двух графиков. Как называется процесс изменения состояния термодинамической системы?

Рис. 4

Решение.

Решение

Для определения типа процесса, происходящего с газом, проанализируем представленные графики.

На графике а изображена зависимость давления $\text{p}$ от величины, обратной объему, то есть от $1/V$. График представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Это означает, что существует прямая пропорциональная зависимость между давлением $\text{p}$ и величиной $1/V$. Математически это можно записать так:

$p = k \cdot \frac{1}{V}$

где $\text{k}$ — постоянный коэффициент. Если преобразовать это выражение, мы получим:

$p \cdot V = k = const$

На графике б изображена зависимость величины, обратной давлению ($1/p$), от объема $\text{V}$. Этот график также является прямой линией, проходящей через начало координат, что указывает на прямую пропорциональную зависимость между $1/p$ и $\text{V}$:

$\frac{1}{p} = k' \cdot V$

где $k'$ — другой постоянный коэффициент. Преобразуя это уравнение, получаем:

$1 = p \cdot V \cdot k'$

Отсюда следует, что:

$p \cdot V = \frac{1}{k'} = const$

Оба графика приводят к выводу, что произведение давления газа на его объем остается постоянным в ходе всего процесса. Согласно закону Бойля — Мариотта, такой процесс, при котором для данной массы газа произведение давления на объем постоянно ($pV = const$), происходит при постоянной температуре ($T = const$).

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называется изотермическим.

Ответ: Изотермический процесс.