Вопрос школьника
Один моль идеального газа сначала охлаждается при постоянном давлении, затем нагревается при постоянной объеме и, наконец, расширяется при постоянной температуре. Какой из графиков в ко-ординатах р—Т соответствует этим процессам?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P — давление, V — объем, n — количество вещества (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
При охлаждении при постоянном давлении (изобарный процесс) давление остается неизменным, а объем и температура уменьшаются. Из уравнения состояния следует, что при постоянном давлении отношение объема к температуре остается постоянным:
V/T = const.
График изобарного процесса в координатах р-Т будет прямой линией, идущей вниз и вправо.
При нагревании при постоянной объеме (изохорный процесс) объем остается неизменным, а давление и температура увеличиваются. Из уравнения состояния следует, что при постоянном объеме отношение давления к температуре остается постоянным:
P/T = const.
График изохорного процесса в координатах р-Т будет прямой линией, идущей вверх и вправо.
При расширении при постоянной температуре (изотермический процесс) температура остается неизменной, а давление и объем увеличиваются. Из уравнения состояния следует, что при постоянной температуре отношение давления к объему остается постоянным:
P/V = const.
График изотермического процесса в координатах р-Т будет гиперболой, идущей вниз и влево.
Таким образом, график, соответствующий данному процессу, будет состоять из трех частей: прямой линии, идущей вниз и вправо (изобарный процесс), прямой линии, идущей вверх и вправо (изохорный процесс) и гиперболы, идущей вниз и влево (изотермический процесс).
