Вопрос школьника
Идеальный газ сначала охлаждали при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре объём газа увеличили до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях V − T соответствует этим изменениям?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи нужно использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P — давление газа, V — его объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
Изменения, описанные в условии задачи, можно представить на графике в координатных осях V − T следующим образом:
1. Охлаждение при постоянном давлении: при постоянном давлении P1 газ охлаждается от температуры T1 до T2, что соответствует уменьшению объема от V1 до V2. Это изменение можно представить на графике как прямую линию, идущую вниз от точки (V1, T1) до точки (V2, T2).
2. Увеличение давления при постоянном объеме: при постоянном объеме V2 давление газа увеличивается от P1 до P2, что соответствует увеличению температуры от T2 до T3. Это изменение можно представить на графике как вертикальную линию, идущую вправо от точки (V2, T2) до точки (V2, T3).
3. Увеличение объема при постоянной температуре: при постоянной температуре T3 объем газа увеличивается от V2 до V1, что соответствует уменьшению давления от P2 до P1. Это изменение можно представить на графике как прямую линию, идущую вверх от точки (V2, T3) до точки (V1, T3).
Таким образом, график в координатных осях V − T, соответствующий описанным изменениям, будет состоять из двух прямых линий и одной вертикальной линии, как показано на рисунке:
