Физика и астрономия · 8 клас · урок 2 от 5

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.

Работен лист за печат

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.

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.

  11. Коя величина остава постоянна при изотермен процес?
    • Налягането
    • Обемът
    • Масата на съда
    • Температурата

    Отговор: Температурата

    Изотермен означава при постоянна температура.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.