Задание 24 ЕГЭ по физике · 30CF4D
Количество теплоты при нагревании газа
Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически сжали, а затем изохорно нагрели, повысив его давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3, если температура газа в состоянии 1 T1=300 К?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На участке 1–2 газ сжимают изотермически, поэтому температура газа не изменяется:
T2=T1=300 К
На участке 2–3 объём постоянен. Для идеального газа при постоянном объёме отношение давления к температуре постоянно. Так как давление увеличилось в 3 раза, температура также увеличилась в 3 раза:
T3T2=p3p2=3
Определим изменение температуры газа:
T3=3T2=900 К,ΔT=T3−T2=600 К
Для одноатомного идеального газа молярная теплоёмкость при постоянном объёме равна CV=3R2. На изохорном участке работа газа равна нулю, поэтому полученное тепло равно изменению внутренней энергии:
Q=νCVΔT=1⋅3R2⋅600=900R
Подставим R≈8,31 Дж/(моль⋅К):
Q≈900⋅8,31≈7,5⋅103 Дж
T2=T1=300 К
На участке 2–3 объём постоянен. Для идеального газа при постоянном объёме отношение давления к температуре постоянно. Так как давление увеличилось в 3 раза, температура также увеличилась в 3 раза:
T3T2=p3p2=3
Определим изменение температуры газа:
T3=3T2=900 К,ΔT=T3−T2=600 К
Для одноатомного идеального газа молярная теплоёмкость при постоянном объёме равна CV=3R2. На изохорном участке работа газа равна нулю, поэтому полученное тепло равно изменению внутренней энергии:
Q=νCVΔT=1⋅3R2⋅600=900R
Подставим R≈8,31 Дж/(моль⋅К):
Q≈900⋅8,31≈7,5⋅103 Дж
Пример ответа
Q = 900R ≈ 7,5 · 103 Дж
Источник: Открытый банк ФИПИ 30CF4D
Похожие задания
24Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился (Т1 = 300 К). Затем газ…Количество теплоты при нагревании газа · 2B6BC224В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное…Количество теплоты при нагревании газа · AE2D3224Три 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 · 075E84
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.