ID: 00025737
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3, график которого изображён на рисунке в координатах p – T , где p – давление газа, T – абсолютная температура газа. Как изменяются объём газа V в ходе процесса 1–2 и плотность газа ρ в ходе процесса 2–3?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Объём газа в ходе процесса 1–2 Плотность газа в ходе процесса 2–3
Источник: ФИПИ
Сначала разберёмся, что показывает график: по вертикали отложено давление p, по горизонтали — температура T, и весь путь газа состоит из двух кусков: сначала прямая от 1 к 2 (она тянется через начало координат), а затем вертикальный отрезок от 2 к 3.
Участок 1–2: раз прямая на графике p–T проходит через начало координат, отношение p/T всё время одно и то же. По уравнению Менделеева–Клапейрона $pV=\nu RT$, то есть $p=\dfrac{\nu R}{V}T$. Если p/T постоянно, то и объём V должен быть постоянным — это изохорный процесс. Значит, объём газа в ходе 1–2 не изменяется.
Участок 2–3: здесь T не меняется (отрезок вертикальный), зато давление p растёт. При постоянной температуре работает закон Бойля–Мариотта: $pV=\text{const}$. Раз p увеличивается, V должен уменьшаться.
Плотность газа $\rho=\dfrac{m}{V}$, а масса газа m не меняется (газ никуда не выпускают). Раз объём V в ходе 2–3 уменьшается, плотность ρ увеличивается.
Проверка: на участке 1–2 газ греется при постоянном объёме — это и даёт прямую через начало координат. На участке 2–3 газ сжимают при постоянной температуре — отсюда рост и давления, и плотности.