1 моль разреженного гелия участвует в циклическом процессе1–2–3–4–1,график которого изображён на рисунке в координатахV–T, где V– объём газа,Т– абсолютная температура. Постройте график цикла в координатахp–V,гдер– давление газа,V– объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика. Определите, во сколько раз работа газа в процессе2–3больше модуля работы внешних сил в процессе4–1.
Решение
Перестроим график цикла в координатахp–V.
Процесс1–2является изохорным, в нём абсолютная температура газа увеличилась в 3 раза, а значит, согласно закону Шарля (Tp=const) и давление газа увеличилось в3раза.
Процесс2–3является изобарным, поскольку его график в координатахV–Tпроходит через начало координат (TV=const). В этом процессе и объём, и абсолютная температура газа увеличились в2раза.
В процессе3–4газ изохорно уменьшил свою абсолютную температуру и давление в3раза, а в процессе4–1изобарно вернулся в исходное состояние (см. рис.).
Из графика видно, что работа газа в процессе2–3A23=3p0(2V0−V0)=3p0V0(1), а модуль работы внешних сил в процессе4–1.∣A41∣=p0(2V0−V0)=p0V0(2)∣A41∣A23=p0V03p0V0=3
