№545 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

С газом некоторой массы был произведен замкнутый процесс, изображенный на рисунке 64. Объяснить, как изменялся объем газа при переходах 1—2, 2—3, 3—4, 4—1.

Для данной массы газа выполняется уравнение Менделеева — Клапейрона:

$$pV=\frac{mR}{M}T,$$

то есть

$$\frac{pV}{T}=\text{const}.$$

Рассмотрим участки процесса на графике $$p(T)$$:

• $$1\to2$$ — прямая, проходящая через начало координат, значит $$\frac{p}{T}=\text{const}$$ и объем не изменялся: $$V=\text{const}$$.
• $$2\to3$$ — давление постоянно, а температура растет. По формуле $$V\propto T$$ объем увеличивался.
• $$3\to4$$ — температура уменьшается, а давление падает сильнее, чем температура. Следовательно, отношение $$\frac{T}{p}$$ возрастает, значит объем увеличивался.
• $$4\to1$$ — давление постоянно, температура уменьшается. Так как $$V\propto T$$, объем уменьшался.

Ответ: на участке $$1\to2$$ объем постоянен; $$2\to3$$ — увеличивается; $$3\to4$$ — увеличивается; $$4\to1$$ — уменьшается.