Изопроцессы — это изменения состояния газа, при которых одна из трёх основных величин (давление, объём или температура) остаётся постоянной. При изотермическом процессе температура газа не изменяется, а давление обратно пропорционально объёму: pV = const (закон Бойля — Мариотта). При изобарном процессе давление постоянно, а объём прямо пропорционален абсолютной температуре: V / T = const (закон Гей-Люссака). При изохорном процессе объём газа не изменяется, а давление прямо пропорционально абсолютной температуре: p / T = const (закон Шарля). В этих формулах p — давление в паскалях (Па), V — объём в кубических метрах (м³), T — абсолютная температура в кельвинах (К). Температуру в расчётах изопроцессов необходимо переводить из градусов Цельсия в кельвины по формуле T = t + 273, где t — температура в градусах Цельсия. Например, при нагревании газа в закрытом жёстком баллоне его объём остаётся постоянным, а давление увеличивается. Типичная ошибка учеников — использование температуры в градусах Цельсия вместо кельвинов или путаница между прямой и обратной пропорциональностью величин.
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что называют изопроцессом?
2. Какой процесс называют изотермическим?
3. В каких единицах СИ измеряется абсолютная температура газа?
4. Как изменится давление газа при изотермическом уменьшении его объёма в 2 раза?
5. Какой процесс происходит с газом при постоянном давлении?
6. Газ нагревают при постоянном давлении. Как изменяется его объём?
7. Какой процесс происходит при нагревании газа в герметичном жёстком баллоне?
8. Газ находится в цилиндре с подвижным поршнем. При постоянном давлении его температура увеличилась от 300 К до 600 К. Во сколько раз изменился объём газа?
9. Давление газа в закрытом жёстком сосуде при температуре 300 К равно 100 кПа. Каким станет давление при нагревании до 600 К?
10. Газ сжимают при постоянной температуре. Его первоначальный объём равен 6 л, а конечный — 2 л. Первоначальное давление составляло 100 кПа. Чему равно конечное давление?
11. При изобарном нагревании объём газа увеличился с 4 л до 6 л. Начальная температура газа составляла 300 К. Какова конечная температура?
12. Давление газа в сосуде постоянного объёма при температуре 300 К составляет 120 кПа. До какой температуры необходимо нагреть газ, чтобы давление стало 240 кПа?