ID: 00002784
На VT-диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялось давление газа р на каждом из трех участков 1—2, 2-3, 3-4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Источник: Сборник Гиголо
Чтобы понять, как менялось давление, на каждом участке смотрим, какая величина остаётся постоянной — по ней и узнаём тип процесса.
Участок 1–2. Точки лежат на одной вертикали: температура T не меняется, а объём V уменьшается. Это изотермический процесс. Для него работает закон Бойля–Мариотта: при постоянной температуре произведение давления на объём постоянно, pV=\text{const}. Раз объём стал меньше, а произведение не меняется, давление обязано вырасти. Значит, на участке 1–2 давление увеличивалось.
Участок 2–3. Точки 2 и 3 лежат на прямой, которая продолжается в начало координат, то есть объём прямо пропорционален температуре: V\propto T. Такая зависимость бывает только при постоянном давлении (закон Гей-Люссака: \frac{V}{T}=\text{const} при p=\text{const}). Значит, на участке 2–3 давление не изменялось.
Участок 3–4. Точки на одной горизонтали: объём V постоянен, а температура растёт. Это изохорный процесс. Для него закон Шарля: при постоянном объёме \frac{p}{T}=\text{const}. Температура увеличивается — значит, вместе с ней растёт и давление. На участке 3–4 давление увеличивалось.
На участке 1–2 давление увеличивалось, на участке 2–3 не изменялось, на участке 3–4 увеличивалось.