Задание 21 ЕГЭ по физике · 1DAC06
Изменение газа на pT-диаграмме
На рТ-диаграмме показано, как изменялись давление и абсолютная температура некоторого постоянного количества одноатомного разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как при этом изменялись объём газа V и его внутренняя энергия U на каждом из трёх участков 1–2, 2–3, 3–4 (увеличивались, уменьшались или же оставались постоянными)? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для постоянного количества идеального газа применяем уравнение Менделеева–Клапейрона.
pV=νRT
На участке 1–2 график является прямой, проходящей через начало координат, поэтому отношение p/T постоянно. Следовательно, объём газа не изменяется.
pT=const⇒V=νRTp=const
На участке 1–2 температура увеличивается. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа зависит только от температуры, поэтому она увеличивается.
U=32νRT
На участке 2–3 давление постоянно, а температура увеличивается. Согласно закону Шарля, объём газа увеличивается. Так как температура растёт, внутренняя энергия также увеличивается.
p=const,VT=const
На участке 3–4 температура постоянна, а давление увеличивается. По закону Бойля–Мариотта объём уменьшается. Внутренняя энергия при постоянной температуре остаётся неизменной.
T=const,pV=const,U=const
pV=νRT
На участке 1–2 график является прямой, проходящей через начало координат, поэтому отношение p/T постоянно. Следовательно, объём газа не изменяется.
pT=const⇒V=νRTp=const
На участке 1–2 температура увеличивается. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа зависит только от температуры, поэтому она увеличивается.
U=32νRT
На участке 2–3 давление постоянно, а температура увеличивается. Согласно закону Шарля, объём газа увеличивается. Так как температура растёт, внутренняя энергия также увеличивается.
p=const,VT=const
На участке 3–4 температура постоянна, а давление увеличивается. По закону Бойля–Мариотта объём уменьшается. Внутренняя энергия при постоянной температуре остаётся неизменной.
T=const,pV=const,U=const
Пример ответа
1–2: объём постоянен, внутренняя энергия увеличивается; 2–3: объём увеличивается, внутренняя энергия увеличивается; 3–4: объём уменьшается, внутренняя энергия постоянна.
Источник: Открытый банк ФИПИ 1DAC06
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
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.