Поделиться
Физика_10_рус_Дидактический материал.docx
Графические задачи на газовые законы с решениями
10 класс
На
диаграмме РT изображен цикл идеального газа постоянной массы. Изобразите его на
диаграмме Р,V.
|
|
Проведем поэтапный анализ представленного цикла: 1–2: изохорический процесс; V – const; Р T 2–3: изотермический процесс; V Р¯ Т – const 3–1: изобарический процесс; V¯; Р– const; T¯ Теперь результаты поэтапного анализа перенесем на диаграмму РV Þ |
|
Для постоянной
массы идеального газа представлен цикл на диаграмме РV. Изобразить этот цикл на
диаграмме VT.
|
|
Решение: Þ |
|
Изобразите на
диаграмме РТ цикл постоянной массы идеального газа, представленный на диаграмме
РV.
|
|
Решение: Þ |
|
Какая из двух
линий графика соответствует большему давлению данной массы идеального газа?
Прежде всего, установим, что это за линии. Эти линии выражают прямо пропорциональную зависимость между объемом газа и его температурой, а это возможно для идеального газа только при изобарическом процессе, следовательно, изображенные линии графика – изобары.
Проведем
изотерму до пересечения с обеими изобарами, а точки их пересечения спроецируем
на ось ординат (объемов). Из построения видно, что V2 > V1.
Поскольку при изотермическом процессе газ подчиняется закону Бойля–Мариотта: Р1V1
= Р2V2, то Р1 > Р2.
При нагревании
идеального газа постоянной массы получена зависимость Р(T) при переходе из
состояния 1 в состояние 2. Как при этом переходе менялась плотность газа?
Прежде всего обратим внимание на то, что линия графика не описывается ни одним из изопроцессов («неявная форма»). Проведем через начальную и конечную точки линии графика две изохоры. Проведя еще изобару (или, как вариант, изотерму) и, спроецировав точки ее пересечения с изохорами на ось Т, убедимся, что Т2 > Т1.
При изобарическом процессе, по закону Гей-Люссака, V ~ T, следовательно, V2 > V1. А так как плотность и объем связаны обратной зависимостью (при данной массе), то ρ1 > ρ2, откуда следует, что газ расширялся, а значит, его плотность уменьшилась.
Как менялась
температура постоянной идеального массы газа на протяжении цикла?
|
|
Точки 1 и 2 лежат на одной изотерме. Проведем изотермы через характерные точки 1, 2, 3 и касательную к участку 1–2. Как следует из теории, изотермы, более удаленные от координатных осей, соответствуют более высоким температурам. В этом можно убедиться, используя методы, предложенные в предыдущих задачах Þ |
|
Идеальный газ с
молярной массой М участвует в изотермическом процессе. При этом получена
зависимость между объемом V и давлением р. Представьте этот цикл на диаграмме
V, m.
|
|
Запишем уравнение Клапейрона–Менделеева:
По условию, T, M и R – постоянные, следовательно, m ~ рV. Рассмотрим процессы цикла поэтапно: 1–2: T = const, V = const; m ~ р; 2–3: T = const, р = const; m ~ V; 3–4: T = const, V = const; m ~ р; 4–1: T = const, р = const; m ~ V; Þ |
|
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
