№642 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. 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 переводе поршня газ успевает обмениваться теплом с окружающей средой, поэтому сжатие можно считать изотермическим: $$T=\text{const},\quad V_2<V_1,\quad p_2>p_1.$$

При быстром сжатии теплообменом можно пренебречь, значит процесс близок к адиабатическому: $$Q=0.$$ При этом внутренняя энергия газа возрастает, следовательно, растут температура и давление: $$T_2>T_1,\quad p_2>p_1.$$

После того как поршень остановили и прошло достаточно времени, газ отдаёт избыток тепла окружающей среде, охлаждается и приходит к конечному состоянию в точке $$B’$$. Поэтому в обоих случаях конечное состояние одно и то же, но путь к нему разный.

На $$pV$$-диаграмме:

• для медленного сжатия $$A’ \to B’$$ — изотерма;
• для быстрого сжатия $$A’ \to B’$$ — сначала более крутая адиабата, затем при постоянном объёме охлаждение до точки $$B’$$.

Так как при адиабатическом сжатии давление растёт быстрее, чем при изотермическом, кривая адиабаты лежит выше и круче изотермы.