☰ Содержание · Физика

Изобарный и изохорный процессы

Уроки 11–12 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
11

Изобарный процесс

Учебник: с. 35–36
ЦельЗнать и применять изобарный процесс и закон Гей-Люссака; описывать изобару.
Новые слова
изобарный процесс · izobarik jarayonзакон Гей-Люссака · Gey-Lyussak qonuniизобара · izobaraпостоянное давление · o‘zgarmas bosim
Объяснение

Изменение состояния газа при постоянных массе и давлении называется изобарным процессом («барос» означает давление). Записав уравнение состояния для двух состояний при p = const и разделив почленно, получаем V₁/T₁ = V₂/T₂. Это закон, найденный опытным путём в 1802 году французским физиком Гей-Люссаком: при постоянном давлении отношение объёма данной массы газа к его абсолютной температуре постоянно, то есть V ∝ T. Значит, если T удваивается, то и объём удваивается. На графике V–T изобара — прямая, проходящая через начало координат; чем выше давление, тем более пологой и ближе к оси температур лежит изобара, поскольку объём при данной T меньше. Примеры изобарных процессов — нагревание газа под свободно движущимся поршнем и воздушный шар с горячим воздухом.

Примеры
4 л газа под поршнем имеют температуру 7 °C. При изобарном нагревании до 147 °C (T₁ = 280 K, T₂ = 420 K): V₂ = V₁T₂/T₁ = 4·420/280 = 6 л.
8 л газа при 400 K изобарно охлаждают до объёма 5 л. T₂ = T₁V₂/V₁ = 400·5/8 = 250 K = –23 °C.
Работа в классе

Перенесите мягкий воздушный шарик (надутый и плотно завязанный) из комнаты в холодное место (холодильник или к открытой двери) и понаблюдайте, как меняется его объём; затем верните его в комнату. Никогда не помещайте шарик рядом с источником тепла и не нагревайте его; обратитесь ко взрослому.

Упражнения
1
Сформулируйте закон Гей-Люссака.
2
3 л газа изобарно нагревают от 27 °C до 177 °C. Найдите конечный объём.
3
Какой линией изображается изобара на графике V–T?
4
Почему поршень поднимается, когда газ в сосуде со свободным поршнем нагревают?