Изобарен процес
Изобарен процес е изменение на състоянието на газ при постоянно налягане, например газ под свободно движещо се бутало. Според закона на Гей-Люсак обемът е право пропорционален на абсолютната температура: V/T = const. При нагряване газът се разширява и извършва работа A = pΔV. Получената топлина отива и за увеличаване на вътрешната енергия, и за работа.
Какво да запомним
- p = const, V/T = const (Гей-Люсак).
- Работа: A = pΔV.
- Q = ΔU + A.
- Графиката в (V, T) е права през началото.
Пример
3 L при 300 K, нагряваме до 400 K при същото налягане: V = 3·400/300 = 4 L.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
При какво условие протича изобарният процес?
- При постоянна температура
- При постоянен обем
- При постоянно налягане
- Без топлообмен
Отговор: При постоянно налягане
„Барос“ на гръцки означава тежест, оттам и налягане.
Коя зависимост е изпълнена при изобарен процес?
- pV = const
- p/T = const
- pT = const
- V/T = const
Отговор: V/T = const
При постоянно налягане обемът е право пропорционален на абсолютната температура.
Газ заема 3 L при 300 K. Какъв ще е обемът му при 400 K, ако налягането е постоянно?
- 4 L
- 2,25 L
- 12 L
- 3 L
Отговор: 4 L
V2 = V1T2/T1 = 3·400 : 300 = 4 L.
Газ при постоянно налягане 100 kPa се нагрява и обемът му нараства от 2 L на 6 L. Каква работа извършва?
- 400 J
- 600 J
- 800 J
- 4 J
Отговор: 400 J
A = pΔV = 100 000·0,004 = 400 J.
При изобарно нагряване газ получава 500 J топлина и извършва работа 200 J. Как се изменя вътрешната му енергия?
- Увеличава се със 700 J
- Увеличава се с 500 J
- Увеличава се с 300 J
- Увеличава се с 200 J
Отговор: Увеличава се с 300 J
ΔU = Q − A = 500 − 200 = 300 J.
Как се нарича законът за изобарния процес?
- Закон на Шарл
- Закон на Бойл и Мариот
- Закон на Паскал
- Закон на Гей-Люсак
Отговор: Закон на Гей-Люсак
Зависимостта на обема от температурата при постоянно налягане е установена от Жозеф Гей-Люсак.
Как се изменя обемът на газ при изобарно охлаждане?
- Увеличава се
- Не се изменя
- Намалява
- Става нула веднага
Отговор: Намалява
При постоянно налягане обемът е право пропорционален на абсолютната температура.
Как изглежда графиката на обема спрямо абсолютната температура (V, T) при изобарен процес?
- Права през началото на координатната система
- Хипербола
- Вертикална права
- Парабола
Отговор: Права през началото на координатната система
V = const · T е права пропорционалност.
Газ заема 6 L при 27 °C. При каква температура по Целзий ще заема 8 L при същото налягане?
- 36 °C
- 400 °C
- 100 °C
- 127 °C
Отговор: 127 °C
T1 = 300 K, T2 = 300 · 8/6 = 400 K, т.е. 127 °C.
Газ с обем 4 L при налягане 100 kPa се нагрява изобарно от 300 K до 450 K. Каква работа извършва?
- 400 J
- 200 J
- 600 J
- 150 J
Отговор: 200 J
V2 = 4 · 450/300 = 6 L, ΔV = 2 L, A = pΔV = 105 · 2·10−3 = 200 J.
Как се изменя обемът на газ при изобарно нагряване?
- Намалява
- Не се изменя
- Увеличава се
- Става нула
Отговор: Увеличава се
V/T = const: при по-висока температура обемът е по-голям.
Защо балон, изнесен от топла стая на студено, се свива?
- Изтича газ
- Обемът намалява при охлаждане
- Налягането пада до нула
- Гумата се нагрява
Отговор: Обемът намалява при охлаждане
При почти постоянно налягане обемът на газа намалява с понижаване на температурата.
Газ заема 10 L при 250 K. Какъв е обемът при 300 K при същото налягане?
- 8,3 L
- 12 L
- 15 L
- 2 L
Отговор: 12 L
V2 = 10 · 300/250 = 12 L.
При изобарно нагряване газ извършва работа 300 J и вътрешната му енергия расте с 450 J. Колко топлина получава?
- 150 J
- 300 J
- 450 J
- 750 J
Отговор: 750 J
Q = ΔU + A = 450 + 300 = 750 J.
Газ се нагрява изобарно от 300 K до 600 K. Колко пъти се увеличава обемът?
- 2 пъти
- 4 пъти
- 1,5 пъти
- Не се изменя
Отговор: 2 пъти
V/T = const: абсолютната температура се удвоява, значи и обемът.