Какие процессы изображены на диаграмме V – T для идеального газа постоянного количества, переходящего из состояния

Данная задача касается физики и идеального газа. Для более полного понимания ответа, я предоставлю подробное описание каждого процесса, изображенного на диаграмме V – T, и объясню изменение параметров, характеризующих состояние газа.

По диаграмме V – T мы можем увидеть три процесса, соединяющих состояние 1 и состояние 3 идеального газа. Давайте рассмотрим каждый процесс по очереди:

1. Процесс AB (изохорный процесс):
На диаграмме этот процесс представлен прямой вертикальной линией, что означает постоянный объем газа. В этом процессе газ нагревается от начальной температуры \(T_1\) до конечной температуры \(T_3\). Давайте обозначим начальное и конечное давление газа как \(P_1\) и \(P_3\) соответственно. Объем газа остается постоянным, поэтому изменение давления связано с законом Гей-Люссака:

\[P_1 / T_1 = P_3 / T_3.\]

2. Процесс BC (изобарный процесс):
На диаграмме этот процесс представлен наклонной прямой линией с наклоном вверх, что означает постоянное давление. В этом процессе газ расширяется от начального объема \(V_1\) до конечного объема \(V_3\). Температура газа изменяется при этом от \(T_3\) до \(T_2\). Обозначим начальное и конечное давление газа как \(P_1\) и \(P_3\), а начальный и конечный объемы как \(V_1\) и \(V_3\). Из закона Бойля-Мариотта мы можем записать:

\[P_1 \cdot V_1 = P_3 \cdot V_3,\]
\[T_1 / T_3 = V_1 / V_3.\]

3. Процесс CA (изотермический процесс):
На диаграмме этот процесс представлен кривой линией, что означает постоянную температуру. В этом процессе газ сжимается от конечного объема \(V_3\) до начального объема \(V_1\). Давайте обозначим начальное и конечное давление как \(P_1\) и \(P_3\), а начальный и конечный объемы как \(V_1\) и \(V_3\). Согласно закону Шарля, мы можем записать:

\[P_1 / T_1 = P_3 / T_3 = V_1 / V_3.\]

Конечное давление \(P_3\) связано с начальным давлением \(P_1\) в каждом процессе по-разному:

- В процессе AB, где происходит изохорное нагревание, \(P_3\) пропорционально \(T_3\), а \(P_1\) пропорционально \(T_1\).
- В процессе BC, где происходит изобарное расширение, \(P_3\) остается равным \(P_1\).
- В процессе CA, где происходит изотермическое сжатие, \(P_3\) обратно пропорционально \(V_3\), а \(P_1\) обратно пропорционально \(V_1\).

Изобразим эти процессы на координатах.