Определите работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6 (рис. 200)

Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу

Добрый день! Конечно, я готов выступить в роли вашего учителя и объяснить вам, как определить работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6 на данном рисунке.

Перед тем как начать, давайте разберемся в том, что такое работа. В физике работа - это перемещение объекта под воздействием силы. Обычно работу обозначают буквой W и измеряют в джоулях (дж) или в эргах (эрг).

Теперь, чтобы определить работу, совершаемую гелием, нам понадобится знать два параметра: силу, действующую на гелий, и путь, по которому он перемещается. В данном случае, на рисунке 200, нам дан график, который показывает зависимость давления P от объема V.

Для начала, приведем график в более удобной форме. Выделим две интересующие нас точки - состояние 1 и состояние 6 - и проведем горизонтальные линии, чтобы проходить через эти точки. Теперь мы можем видеть, что график состоит из двух частей.

Первая часть графика соответствует переходу из состояния 1 в состояние 2. Здесь сила, действующая на гелий, направлена вниз. Из графика видно, что давление увеличивается, а объем уменьшается. Таким образом, работа, совершаемая гелием в этой части, будет отрицательной. Мы можем определить ее, используя формулу:

W = ∫ P dV,

где знак ∫ означает интеграл, а P и dV - давление и изменение объема соответственно. Для определения работы в первой части графика нам нужно провести интегрирование от начального объема V1 до конечного объема V2 в соответствии с формулой.

Вторая часть графика соответствует переходу из состояния 2 в состояние 6. На этом участке сила, действующая на гелий, направлена вверх. Из графика видно, что давление уменьшается, а объем увеличивается. Работа, совершаемая гелием на этом участке графика, будет положительной.

Теперь осталось только вычислить работы для каждого из участков графика и сложить их, чтобы получить общую работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6. Не забывайте, что работа считается по модулю, то есть мы берем только абсолютное значение работы.

Здесь нам может помочь вычисление площадей треугольников, образованных на графике. Для каждого участка графика мы можем найти площадь треугольника по формуле:

S = 0.5 * P * ΔV,

где P - давление, а ΔV - изменение объема. Затем мы можем использовать полученные площади, чтобы вычислить работы в каждом участке.

Таким образом, чтобы определить работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6, вам нужно:

1. Выделить две интересующие вас точки на графике и провести горизонтальные линии, проходящие через эти точки.
2. Определить работу в первом участке графика, интегрируя выражение ∫ P dV от начального объема до конечного объема на этом участке.
3. Определить работу во втором участке графика, используя площадь треугольника, образованного на этом участке.
4. Сложить работы в обоих участках, учитывая их знаки (отрицательную и положительную).

Надеюсь, этот объяснение помогло вам понять, как определить работу, совершаемую гелием при переходе из состояния 1 в состояние 6 на данном рисунке.