В ци­лин­дре под порш­нем при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре t₀ дол­гое время на­хо­дит­ся толь­ко вода и ее пар. Масса жид­ко­сти в два раза боль­ше массы пара. Пер­во­на­чаль­ное со­сто­я­ние си­сте­мы по­ка­за­но точ­кой на pV-⁠диа­грам­ме. Мед­лен­но пе­ре­ме­щая пор­шень, объем V под порш­нем изо­тер­ми­че­ски уве­ли­чи­ва­ют от V₀ до 6V₀. По­строй­те гра­фик за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния p в ци­лин­дре от объ­е­ма V на от­рез­ке от V₀ до 6V₀. Ука­жи­те, ка­ки­ми за­ко­но­мер­но­стя­ми вы при этом вос­поль­зо­ва­лись.

1.  На участ­ке от до дав­ле­ние под порш­нем по­сто­ян­но (дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара на изо­тер­ме). На участ­ке от до дав­ле­ние под порш­нем под­чи­ня­ет­ся за­ко­ну Бойля  — Ма­ри­от­та.

На участ­ке от до гра­фик   — го­ри­зон­таль­ный от­ре­зок пря­мой, на участ­ке от до   — фраг­мент ги­пер­бо­лы (для экс­пер­тов: от­сут­ствие на­зва­ний не сни­жа­ет оцен­ку, на­зва­ния по­мо­га­ют оцен­ке гра­фи­ка, сде­лан­но­го от руки).

2.  В на­чаль­ном со­сто­я­нии над водой на­хо­дит­ся на­сы­щен­ный во­дя­ной пар, так как за дли­тель­ное время в си­сте­ме уста­но­ви­лось тер­мо­ди­на­ми­че­ское рав­но­ве­сие.

3.  Пока в ци­лин­дре оста­ет­ся вода, при мед­лен­ном изо­тер­ми­че­ском рас­ши­ре­нии пар оста­ет­ся на­сы­щен­ным. По­это­му гра­фик будет гра­фи­ком кон­стан­ты, то есть от­рез­ком го­ри­зон­таль­ной пря­мой. Ко­ли­че­ство воды в ци­лин­дре при этом убы­ва­ет. При ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре кон­цен­тра­ция мо­ле­кул воды в на­сы­щен­ном паре ни­чтож­на по срав­не­нию с кон­цен­тра­ци­ей мо­ле­кул воды в жид­ком аг­ре­гат­ном со­сто­я­нии. Масса воды в два раза боль­ше массы пара. По­это­му, во-⁠пер­вых, в на­чаль­ном со­сто­я­нии на­сы­щен­ный пар за­ни­ма­ет объем, прак­ти­че­ски рав­ный Во-⁠вто­рых, чтобы вся вода ис­па­ри­лась, нужно объем под порш­нем уве­ли­чить еще на Таким об­ра­зом, го­ри­зон­таль­ный от­ре­зок опи­сы­ва­ет за­ви­си­мость на участ­ке от до

4.  При под порш­нем уже нет жид­ко­сти, все мо­ле­ку­лы воды об­ра­зу­ют уже не­на­сы­щен­ный во­дя­ной пар, ко­то­рый можно на изо­тер­ме опи­сы­вать за­ко­ном Бойля  — Ма­ри­от­та: то есть Гра­фи­ком этой за­ви­си­мо­сти слу­жит ги­пер­бо­ла. Таким об­ра­зом, на участ­ке от до за­ви­си­мость изоб­ра­жа­ет­ся фраг­мен­том ги­пер­бо­лы.

При­мер 1.

При­мер 2.

При­мер 3.

При­мер 4.

При­мер 5.

При­мер 6.

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны гра­фи­ки двух про­цес­сов, про­ве­ден­ных с иде­аль­ным газом при одном и том же дав­ле­нии. Гра­фи­ки про­цес­сов пред­став­ле­ны на ри­сун­ке. По­че­му изо­ба­ра I лежит выше изо­ба­ры II? Ответ по­яс­ни­те, ука­зав, какие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти Вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния.

Иде­аль­ный газ под­чи­ня­ет­ся урав­не­нию со­сто­я­ния Кла­пей­ро­на  — Мен­де­ле­е­ва:

Сле­до­ва­тель­но, про­цесс изо­бар­но­го на­гре­ва­ния фик­си­ро­ван­но­го ко­ли­че­ства газа ν изоб­ра­жа­ет­ся на диа­грам­ме T–V ли­ни­ей (линия, про­дол­же­ние ко­то­рой про­хо­дит через на­ча­ло ко­ор­ди­нат). Из этого со­от­но­ше­ния видно, что чем боль­ше ко­ли­че­ство газа ν, тем мень­ший на­клон имеет гра­фик про­цес­са. Имен­но этим и объ­яс­ня­ет­ся тот факт, то изо­ба­ра I лежит выше изо­ба­ры II: в пер­вом слу­ча­ев со­су­де на­хо­ди­лось мень­ше газа, чем во вто­ром:

При­мер 1.

При­мер 2.

При­мер 3.

При­мер 4.

При­мер 6.

Элек­три­че­ская цепь со­сто­ит из двух лам­по­чек, двух ди­о­дов и витка про­во­да, со­еди­нен­ных как по­ка­за­но на ри­сун­ке. (Диод про­пус­ка­ет ток толь­ко в одном на­прав­ле­нии, как по­ка­за­но в верх­ней части ри­сун­ка.) Какая из лам­по­чек за­го­рит­ся, если к витку при­бли­жать се­вер­ный полюс маг­ни­та? Ответ объ­яс­ни­те, ука­зав, какие яв­ле­ния и за­ко­но­мер­но­сти Вы ис­поль­зо­ва­ли при объ­яс­не­нии.

1.  За­го­рит­ся лам­поч­ка 2.

2.  При при­бли­же­нии маг­ни­та к витку будет ме­нять­ся маг­нит­ный поток сквозь виток, и в витке воз­ник­нет ин­дук­ци­он­ный ток. Со­глас­но пра­ви­лу Ленца маг­нит­ное поле этого тока долж­но пре­пят­ство­вать дви­же­нию маг­ни­та, по­это­му вы­хо­дя­щие из витка линии ин­дук­ции этого поля будут на­прав­ле­ны в сто­ро­ну маг­ни­та. Для со­зда­ния та­ко­го поля, со­глас­но пра­ви­лу «бу­рав­чи­ка», ин­дук­ци­он­ный ток в цепи, со­дер­жа­щей виток, дол­жен быть на­прав­лен по ча­со­вой стрел­ке (если смот­реть слева), а в цепи ламп  — от Б к А. Ток та­ко­го на­прав­ле­ния про­пус­ка­ет толь­ко диод на участ­ке цепи лам­поч­ки 2, она и будет го­реть.

При­мер 5.

При­мер 6.

При­мер 7.

При­мер 8.