Задание 24 ЕГЭ по физике · 148A9F
Сравнение изобар идеального газа
На рисунке изображены графики двух процессов, проведённых 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.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для идеального газа справедливо уравнение Менделеева–Клапейрона.
pV=νRT
Так как давление на обеих изобарах одинаково, выразим температуру через объём и количество вещества:
T=pνRV
В координатах T–V угловой коэффициент прямой равен pνR. Давление одинаково для обоих процессов, поэтому более крутая изобара I соответствует меньшему количеству вещества газа.
pνIR>pνIIR⇒νI<νII
Следовательно, при одном и том же объёме температура газа на изобаре I выше, чем на изобаре II, поэтому график I лежит выше графика II. Изобары различаются из-за различного количества вещества газа; если бы количество вещества было одинаковым, при одинаковом давлении графики совпали бы.
pV=νRT
Так как давление на обеих изобарах одинаково, выразим температуру через объём и количество вещества:
T=pνRV
В координатах T–V угловой коэффициент прямой равен pνR. Давление одинаково для обоих процессов, поэтому более крутая изобара I соответствует меньшему количеству вещества газа.
pνIR>pνIIR⇒νI<νII
Следовательно, при одном и том же объёме температура газа на изобаре I выше, чем на изобаре II, поэтому график I лежит выше графика II. Изобары различаются из-за различного количества вещества газа; если бы количество вещества было одинаковым, при одинаковом давлении графики совпали бы.
Пример ответа
Из уравнения pV = ν RT при постоянном давлении следует T = p/(ν R)V. Наклон изобары в координатах T–V равен p/(ν R). Поскольку изобара I расположена выше и имеет больший наклон, количество вещества газа в процессе I меньше: ν_I < ν_(II). Поэтому при одинаковом объёме температура на изобаре I выше.
Источник: Открытый банк ФИПИ 148A9F
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.