Сравнительная характеристика изопроцессов в газах | Пугач Елена Александровна. Работа №323927
В данной статье приведено сравнение трех изопроцессов в газах: изотермического, изохорного и изобарного. Сравнение приведено в виде таблицы, что может упростить понимание изопроцессов. Рассмотрены основные критерий: формула, название закона, формулировка, графики, название графиков, дополнительные сведения о графиках, а также рассмортрены процессы охлаждения и сжатия, нагревания и расширения. Данная таблица может использоваться на уроках по физике как дополнительный материал или при подготовке к ОГЭ или ЕГЭ.
Изопроцессы в газах
Дaвлeниe (p), oбъeм (V) и тeмпepaтуpa (T) являютcя ocнoвными пapaмeтpaми cocтoяния гaзa. Bcякoe измeнeниe cocтoяния гaзa нaзывaeтcя тepмoдинaмичecким пpoцeccoм.
Tepмoдинaмичecкиe пpoцeccы, пpoтeкaющиe в гaзe пocтoяннoй мaccы пpи нeизмeннoм знaчeнии oднoгo из пapaмeтpoв cocтoяния гaзa, нaзывaютcя изoпpoцeccaми. Изoпpoцeccы являютcя идeaлизиpoвaннoй мoдeлью peaльнoгo пpoцecca в гaзe. Изoпpoцeccы пoдчиняютcя гaзoвым зaкoнaм.
Гaзoвыe зaкoны oпpeдeляют кoличecтвeнныe зaвиcимocти мeжду двумя пapaмeтpaми гaзa пpи нeизмeннoм знaчeнии тpeтьeгo. Гaзoвыe зaкoны cпpaвeдливы для любыx гaзoв и гaзoвыx cмeceй.
Объяснение процесса на основе МКТ
Давление газа на стенки сосуда тем больше, чем больше концентрация его молекул. При уменьшении объёма концентрация молекул возрастает, следовательно, увеличивается давление газа; при увеличении объёма концентрация молекул и давление газа уменьшаются.
При повышении температуры увеличивается средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, а, следовательно, при неизменной концентрации молекул увеличивается давление газа.
При увеличении температуры увеличивается средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа, и, следовательно, увеличивается давление газа на стенки сосуда. Для того чтобы оно осталось неизменным, должна уменьшиться концентрация молекул. Это и происходит при увеличении объёма газа при неизменной массе.
Изотермический процесс
Изохорный процесс
Изобарный процесс
Газ идеальный
m=const
T=const
m=const
V=const
m=const
p=const
Определение
процесс изменения состояния газа, происходящий при постоянной температуре
процесс изменения состояния газа, происходящий при постоянном объеме
процесс изменения состояния газа, происходящий при постоянном давлении
Название закона
Закон Бойля-Мариотта
Закон Шарля
Закон Гей-Люссака
Формулировка
Давление газа данной массы при постоянной температуре обратно пропорционально его объёму.
Давление газа данной массы при постоянном объёме прямо пропорционально его термодинамической температуре.
Объём газа данной массы при постоянном давлении прямо пропорционален его термодинамической температуре.
Формула
pV=const
График
Вид графика
Гипербола
Прямая
Прямая
Название графика
Изотерма
Изохора
Изобара
Положение аналогичных линий на графике
Изотермы более высокой температуры находятся выше.
Изохоры, относящиеся к большему объёму, находятся ниже.
Изобары более высокого давления находятся ниже.
Дополнительные сведения о графике
График должен проходить через начало координат (T=0; p=0). Однако при низких температурах газ нельзя считать идеальным, поэтому график проводят пунктиром. Реальные газы при низких температурах превращаются в жидкости, а к жидкостям закон Шарля неприменим.
График должен проходить через начало координат (T=0; V=0). Однако при низких температурах газ нельзя считать идеальным, поэтому график проводят пунктиром. Реальные газы при низких температурах превращаются в жидкости, а к жидкостям закон Гей-Люссака неприменим.
Нагревание и расширение
Изотермическое расширение
Изохорное нагревание
Изобарное награвание
Изобарное расширение
Охлаждение и сжатие
Изотермическое сжатие
Изохорное охлаждение
Изобарное охлаждение
Изобарное сжатие
