Графическое отображение изопроцессов

Часть задач молекулярной физики предполагает работу или анализ графической интерпретации процессов. Графическим может быть:

• дано (т.е. задан график процесса),
• вопрос (исходя из полученных в задаче величин, выбрать график),
• решение (для ряда задач график убыстряет решение).

Исходя из этого, попробуем проанализировать возможные графические ситуации. Т.к. параметров, описывающих газ, у нас немного (давление газа — , объём газа —  и температура газа — ), то и координатных плоскостей (т.е. зависимостей одной величины от другой) также немного. Классически работают с зависимостями (рис. 1):

• давления от объёма ,
• давления от температуры ,
• объёма от температуры .

Рис. 1. Графические плоскости для процессов

Пропишем внешний вид графиков для введённых нами изопроцессов:

• изотермический процесс характеризуется постоянством температуры () и выведенным нами соотношением (). Тогда в каждой из предложенных плоскостей данный процесс выглядит как (рис. 2):

Рис. 2. Графики изотерма

В координатах  изотерма представляет собой гиперболу, в остальных координатах — прямую, перпендикулярную оси .

• изобарический процесс характеризуется постоянством давления () и выведенным нами соотношением (). Тогда в каждой из предложенных плоскостей данный процесс выглядит как (рис. 3):

Рис. 3. Графики изобара

В координатах  и изобара представляет собой прямую линию, перпендикулярную оси , координатах — прямую пропорциональность. Важно помнить, что график должен «выходить» из начала координат, но не начинаться в нём.

• изохорический процесс характеризуется постоянством объёма () и выведенным нами соотношением (). Тогда в каждой из предложенных плоскостей данный процесс выглядит как (рис. 4):

Рис. 4. Графики изохора

В координатах  и изохора представляет собой прямую линию, перпендикулярную оси , координатах — прямую пропорциональность. Важно помнить, что график должен «выходить» из начала координат, но не начинаться в нём.

Любые другие процессы обладают не столь красивыми графиками, да и чаще всего не используются в курсе школьной физики.

Вывод: таким образом, увидев в дано график, можно проанализировать процесс, происходящий с газом. Или наоборот, по найденному процессу нарисовать его внешний вид в любой системе координат.