№642 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: 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 процесс близок к изотермическому: $$T=\text{const},\quad V\downarrow,\quad p\uparrow.$$

При быстром сжатии теплообменом можно пренебречь, значит процесс близок к адиабатическому. При этом работа внешних сил идёт на увеличение внутренней энергии газа, поэтому температура и давление возрастают: $$Q\approx 0,\quad \Delta U>0,\quad T\uparrow,\quad p\uparrow.$$

После того как поршень остановили и прошло достаточно времени, газ обменивается теплом с окружающей средой и остывает до температуры среды. Объём при этом остаётся постоянным, поэтому на графике это изображается вертикальным участком вниз: $$V=\text{const},\quad T\downarrow,\quad p\downarrow.$$

На диаграмме $$p(V)$$ переход из $$A’$$ в $$B’$$ в первом случае идёт по более пологой изотерме, а во втором — сначала по более крутой адиабате, затем по изохоре вниз до точки $$B’$$.

Ответ: при медленном сжатии — изотермический процесс; при быстром — адиабатический, после выдержки газ охлаждается при постоянном объёме. На графике второй путь состоит из более крутой кривой и затем вертикального участка вниз.