Процессу сжатия жидкости соответствует участок на изотерме... A. 1—2. Б. 2—3. B. 3—4. Г. 2—4.

Состояние определенной массы любого вещества можно описать с трех параметров: давления  

p

, объема  

V

и температуры  

T

. Эти параметры связаны между собой. Их взаимосвязь описывается уравнением состояния, которое в общем случае имеет вид:

F

(

p

,

V

,

T

)

=

0.

Конкретный вид уравнения зависит от свойств вещества. Например, разреженный газ при достаточно высокой температуре хорошо описывается моделью идеального газа. Уравнением состояния для него является известное уравнение Клапейрона (

1799

−

1864

), предложенное в  

1834

году:

p

V

=

m

M

R

T

.

Здесь  

m

− масса газа,  

M

− молярная масса (т.е. масса одного моля данного газа),  

R

− универсальная газовая постоянная. Для одного моля газа это уравнение принимает следующий вид:

p

V

=

R

T

.

Проведенные позднее эксперименты выявили отклонение в поведении реальных газов от законов идеального газа. Эти результаты были обобщены голландским физиком Яном Дидериком Ван-дер-Ваальсом (

1837

−

1923

), который в  

1873

году предложил более точное уравнение состояния реального газа. Оно называется уравнением Ван-дер-Ваальса и в расчете на один моль записывается в виде

(

p

+

a

V

2

)

(

V

−

b

)

=

R

T

.

Данное уравнение учитывает силы притяжения и отталкивания, действующие между молекулами. Силы притяжения учитываются благодаря пристеночному эффекту. Действительно, для частиц, находящихся во внутренней области, силы притяжения со стороны других молекул в среднем скомпенсированы. Однако для частиц вблизи стенок сосуда возникает нескомпенсированная сила притяжения  

f

,

направленная внутрь сосуда. Эта сила, с одной стороны, пропорциональна концентрации частиц  

n

в сосуде, а с другой стороны − пропорциональна концентрации частиц в пристеночном слое. В результате получаем:

f

∼

n

2

∼

1

V

2

,

где  

n

− концентрация молекул в сосуде,  

V

− объем  

1

моля газа.

Рассмотренный эффект притяжения молекул пристеночного слоя приводит к уменьшению давления на стенки сосуда. При формальном переходе от уравнения Клапейрона к уравнению Ван-дер-Ваальса это соответствует замене

p

→

p

+

a

V

2

,

где  

a

− коэффициент, зависящий от конкретного газа и размеров сосуда.

Силы отталкивания между молекулами в модели Ван-дер-Ваальса учитываются очень просто: предполагается, что молекулы имеют форму шара радиуса  

r

и не могут приблизиться друг к другу на расстояние между центрами, меньшее чем  

2

r

.

Можно считать, что вокруг одной из двух молекул существует "запрещенный" (исключенный) объем (рисунок  

1

), равный

4

3

π

(

2

r

)

3

=

8

⋅

4

3

π

r

3

.

Следовательно, в расчете на одну молекулу исключенный объем равен

b

0

=

4

⋅

4

3

π

r

3

=

4

V

0

,

где  

V

0

− объем одной молекулы.

В результате , если в уравнении Клапейрона объем пространства, доступного для движения молекул, был равен  

V

,

то теперь он становится равным

V

−

N

A

b

0

=

V

−

b

,

где  

N

A

− число Авогадро (равное числу молекул в одном моле газа),  

b

− исключенный объем, обусловленный отталкиванием молекул.

Объяснение:

Добрый день! С удовольствием отвечу на ваш вопрос.

Процесс сжатия жидкости – это процесс, при котором объем жидкости уменьшается. Когда мы сжимаем жидкость, например, нажимаем на неё или уменьшаем объем её хранилища, давление в жидкости возрастает. Чтобы понять, какой участок на изотерме соответствует процессу сжатия, нужно помнить, что изотерма – это линия, на которой температура жидкости остается постоянной.

Теперь посмотрим на варианты ответа и выберем правильный:

A. 1—2: Давление в жидкости пока не увеличивается, поэтому этот участок на изотерме не соответствует сжатию жидкости. Ответ A не подходит.

B. 2—3: Давление в жидкости возрастает, так как происходит сжатие. Этот участок на изотерме может соответствовать сжатию жидкости. Ответ B возможно подходит.

B. 3—4: Этот участок на изотерме также может соответствовать сжатию жидкости, так как давление в жидкости увеличивается. Ответ B также возможно подходит.

Г. 2—4: Этот участок на изотерме не отражает сжатие жидкости, так как давление в жидкости в начале не изменяется. Ответ Г не подходит.

Итак, правильный ответ: B. 2—3 или B. 3—4.

Обратите внимание, что оба варианта находятся на изотерме, что означает, что температура жидкости остается постоянной во время сжатия. Выбор между двумя вариантами может зависеть от контекста задачи или других данных, предоставленных в задании.

Я надеюсь, что это пояснение помогло вам понять, какой участок на изотерме соответствует процессу сжатия жидкости. Если у вас остались вопросы или вам нужно больше объяснений, пожалуйста, дайте знать. Я с радостью помогу!