Изотермен процес
Изотермен процес е изменение на състоянието на газ с постоянна маса при постоянна температура. За него е в сила законът на Бойл и Мариот: pV = const, тоест налягането и обемът са обратно пропорционални. Графиката в координати (p, V) е хипербола, наречена изотерма. Вътрешната енергия на идеалния газ не се изменя, затова цялата получена топлина отива за работа.
Какво да запомним
- T = const, pV = const (Бойл и Мариот).
- p1V1 = p2V2
- Изотермата в (p, V) е хипербола.
- ΔU = 0, затова Q = A.
Пример
200 kPa и 3 L при постоянна температура; при 150 kPa: V = 200·3/150 = 4 L.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
При какво условие протича изотермният процес?
- При постоянен обем
- При постоянно налягане
- При постоянна температура
- Без топлообмен
Отговор: При постоянна температура
„Изо“ означава равен, а „терм“ е свързано с температурата.
Как изглежда графиката на налягането спрямо обема (p, V) при изотермен процес?
- Хипербола
- Права през началото
- Хоризонтална права
- Вертикална права
Отговор: Хипербола
pV = const означава обратна пропорционалност, чиято графика е хипербола.
Газ при постоянна температура има налягане 200 kPa и обем 3 L. Какъв ще е обемът му при налягане 150 kPa?
- 2,25 L
- 4 L
- 1 L
- 6 L
Отговор: 4 L
V2 = p1V1/p2 = 200·3 : 150 = 4 L.
При изотермно свиване обемът на газ намалява 4 пъти. Как се изменя налягането му?
- Увеличава се 16 пъти
- Увеличава се 4 пъти
- Увеличава се 2 пъти
- Намалява 4 пъти
Отговор: Увеличава се 4 пъти
При T = const налягането е обратно пропорционално на обема.
Мехурче въздух с обем 1 cm3 е на дъното на езеро, където налягането е 300 kPa. Какъв е обемът му на повърхността при налягане 100 kPa, ако температурата е еднаква?
- 0,33 cm3
- 3 cm3
- 9 cm3
- 1 cm3
Отговор: 3 cm3
V2 = 300·1 : 100 = 3 cm3.
Как се нарича законът за изотермния процес?
- Закон на Шарл
- Закон на Гей-Люсак
- Закон на Паскал
- Закон на Бойл и Мариот
Отговор: Закон на Бойл и Мариот
Закономерността pV = const при постоянна температура е открита от Робърт Бойл и Едм Мариот.
Коя зависимост е изпълнена при изотермен процес с дадена маса газ?
- pV = const
- p/T = const
- V/T = const
- p + V = const
Отговор: pV = const
При постоянна температура налягането и обемът са обратно пропорционални.
Как се изменя вътрешната енергия на идеален газ при изотермен процес?
- Увеличава се
- Намалява
- Не се изменя
- Става нула
Отговор: Не се изменя
Вътрешната енергия на идеалния газ зависи само от температурата, която остава постоянна.
Идеален газ получава 300 J топлина при постоянна температура. Каква работа извършва?
- 0 J
- −300 J
- 600 J
- 300 J
Отговор: 300 J
ΔU = 0, затова от първия принцип A = Q = 300 J.
Две изотерми на една и съща маса газ са начертани в координати (p, V). Коя отговаря на по-висока температура?
- По-близката до координатните оси
- По-отдалечената от координатните оси
- По-стръмната права
- Двете са за еднаква температура
Отговор: По-отдалечената от координатните оси
При по-висока температура произведението pV е по-голямо, затова хиперболата е по-далеч от осите.
Коя величина остава постоянна при изотермен процес?
- Налягането
- Обемът
- Масата на съда
- Температурата
Отговор: Температурата
Изотермен означава при постоянна температура.
Как се изменя налягането при изотермно разширяване на газ?
- Намалява
- Расте
- Не се изменя
- Става нула
Отговор: Намалява
pV = const: когато V расте, p намалява.
Газ при 100 kPa заема 6 L. При изотермно свиване до 2 L какво е налягането?
- 33 kPa
- 300 kPa
- 200 kPa
- 600 kPa
Отговор: 300 kPa
p2 = p1V1/V2 = 100 · 6/2 = 300 kPa.
Газ се разширява изотермно и извършва работа 250 J. Колко топлина получава?
- 0 J
- 500 J
- 250 J
- −250 J
Отговор: 250 J
При изотермен процес ΔU = 0, затова Q = A = 250 J.
Помпа свива изотермно въздух от 3 L при 100 kPa. При какъв обем налягането ще е 250 kPa?
- 1,2 L
- 7,5 L
- 0,83 L
- 1,5 L
Отговор: 1,2 L
V2 = p1V1/p2 = 100 · 3/250 = 1,2 L.