№642 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
- Поршень перевели из положения А в положение В (рис. 69) в первом случае очень медленно, а во втором — очень быстро и выждали достаточное время. В обоих случаях точки А’ и В’ отражают начальное и конечное состояния. Объяснить происходящие процессы и начертить ход графиков.
При медленном сжатии газ успевает обмениваться теплом с окружающей средой, поэтому температура практически не меняется. Значит, процесс изотермический: $$T=\text{const},\quad pV=\text{const}.$$
При быстром сжатии теплообменом можно пренебречь, поэтому процесс идет адиабатически: $$Q=0,\quad \Delta U = A.$$ При сжатии внутренняя энергия газа увеличивается, следовательно, растут и температура, и давление.
После того как поршень остановили и выждали достаточное время, газ успевает отдать лишнее тепло окружающей среде. При постоянном объеме температура понижается до начальной, а давление уменьшается. Поэтому конечное состояние после ожидания соответствует точке с тем же объемом, но меньшим давлением.
На диаграмме $$p(V)$$:
- для медленного сжатия переход из $$A’$$ в $$B’$$ идет по изотерме;
- для быстрого сжатия сначала идет более крутая адиабата, затем при постоянном объеме — вертикальный участок вниз до конечного состояния.
Так как при адиабатическом сжатии давление растет быстрее, чем при изотермическом, кривая 2 соответствует быстрому сжатию, а кривая 1 — медленному.
Ответ: при медленном сжатии процесс изотермический, при быстром — адиабатический; после выдержки газ охлаждается при постоянном объеме. На графике 1 — изотерма, 2 — адиабата, затем вертикальный участок вниз.
