Номер 7, страница 44 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Тепловые машины. Параграф 11. Тепловые двигатели - номер 7, страница 44.

Условие.

7. В цилиндре с закреплённым поршнем нагревается газ. При этом объём газа остаётся постоянным. Какой процесс происходит в термодинамической системе? Чему равна работа, совершаемая газом?

Решение.

Какой процесс происходит в термодинамической системе?

Согласно условию задачи, газ находится в цилиндре с закреплённым поршнем, что означает, что его объём остаётся неизменным ($V = \text{const}$). Термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме, называется изохорным процессом. При нагревании газа в таком процессе его температура и давление будут увеличиваться в соответствии с законом Шарля ($p/T = \text{const}$), в то время как объём останется постоянным.

Ответ: в термодинамической системе происходит изохорный процесс.

Чему равна работа, совершаемая газом?

В термодинамике работа, совершаемая газом ($\text{A}$), связана с изменением его объёма. Она вычисляется по формуле $A = p \Delta V$, где $\text{p}$ — давление газа, а $\Delta V$ — изменение его объёма.

Поскольку в данном случае поршень закреплён, объём газа не меняется. Следовательно, изменение объёма равно нулю: $\Delta V = 0$.

Подставив это значение в формулу, получим: $A = p \cdot 0 = 0$ Дж.

Газ не совершает механической работы, так как отсутствует перемещение поршня, то есть не происходит изменения объёма системы. Вся подводимая к газу теплота идёт на увеличение его внутренней энергии.

Ответ: работа, совершаемая газом, равна нулю.