W obu podpunktach zadania należy uzupełnić tabelę. W podpunkcie a) uzupełniamy kolumnę Objętość, a w podpunkcie b) kolumnę Praca.
Uzasadnienie:
Na podstawie wykresu dołączonego do zadania musimy określić, jak w poszczególnych przemianach zmienia się objętość. Wykres przedstawia zależność ciśnienia od temperatury. Wiemy, że mamy do czynienia z 1 molem gazu doskonałego:
Z wykresu odczytamy, że:
▶ w przemianie 1:
▶ w przemianie 2:
▶ w przemianie 3:
▶ w przemianie 4:
Nas interesuje, jak zmieniała się objętość.
Zatem objętość w pierwszym stanie będzie miała postać:
▶ wyznaczamy objętość w przemianie 2 - odczytanych z wykresu danych możemy zauważyć, że w drugim stanie ciśnienie i temperatura spełniają zależność:
, czyli
, czyli
Oznacza to, że objętość będzie wynosiła:
▶ wyznaczamy objętość w przemianie 3 - z wykresu wynika, że:
, czyli
, czyli
W tym przypadku objętość wynosi:
▶ wyznaczamy objętość w przemianie 4 - z wykresu wynika, że:
, czyli
W tym przypadku objętość wynosi:
Otrzymaliśmy, że:
Oznacza to, że objętość gazu doskonałego w przemianie od 1 → 2 nie zmienia się, w przemianie 2 → 3 wzrasta, w przemianie 3 → 4 nie zmienia się i w przemianie 4 → 1 objętość maleje.
Odpowiedź:
Uzupełniamy kolumnę tabeli z objętością:
| Przemiana | Objętość | Praca |
| 1 → 2 | jest stała | |
| 2 → 3 | rośnie | |
| 3 → 4 | jest stała | |
| 4 → 1 | maleje |
Uzasadnienie:
Rozważmy poszczególne przemiany pod kątem wykonanej pracy:
▶ 1 → 2 - jest izochoryczna (V = const), ciśnienie oraz temperatura wzrastają, zatem do układu dostarczono ciepła, a wykonana nad nim praca jest zerowa.
▶ 2 → 3 - jest izobaryczna (p = const), objętość oraz temperatura wzrastają, zatem gaz wykonał wówczas dodatnią pracę.
▶ 3 → 4 - jest izochoryczna (V = const), ciśnienie oraz temperatura maleją, zatem układu oddał ciepło, a wykonana nad nim praca jest zerowa.
▶ 4 → 1 - jest izobaryczna (p = const), objętość oraz temperatura maleją, zatem nad układem wykonano pracę, a gaz wykonał ujemną pracę.
Z powyższego wynika, że gaz wykonuje dodatnią pracę w przemianie 2 → 3.
Odpowiedź:
Wstawiamy X w kolumnie z pracą:
| Przemiana | Objętość | Praca |
| 1 → 2 | jest stała | |
| 2 → 3 | rośnie | ✗ |
| 3 → 4 | jest stała | |
| 4 → 1 | maleje |
Ewelina Wysopal
Nauczycielka fizyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

