Задание 21 ЕГЭ по физике · 42D686
Знаки количества теплоты
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1 – 2 – 3 – 4, график которого изображён на рисунке в координатах p – V, где p – давление газа,
V – объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт в процессах 1 – 2, 2 – 3 и 3 – 4.
V – объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт в процессах 1 – 2, 2 – 3 и 3 – 4.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На участке 1–2 объём газа постоянен, а давление уменьшается. По уравнению Менделеева–Клапейрона pV=νRT температура также уменьшается. Поэтому внутренняя энергия одноатомного идеального газа уменьшается: ΔU<0. Работа газа при постоянном объёме равна нулю: A=0. Следовательно, Q=ΔU<0: газ отдаёт теплоту.
V=const,A12=0,ΔT12<0,Q12<0
На участке 2–3 объём увеличивается, а давление уменьшается так, что произведение pV остаётся постоянным. Следовательно, процесс изотермический: T=const, поэтому ΔU=0. Газ расширяется и совершает положительную работу A23>0. Значит, всё полученное тепло идёт на совершение работы: Q23>0.
T=const,ΔU23=0,A23>0,Q23=A23>0
На участке 3–4 давление постоянно, а объём увеличивается. Поэтому температура газа повышается, внутренняя энергия увеличивается: ΔU>0. При расширении газ совершает положительную работу: A34>0. По первому закону термодинамики количество теплоты положительно: Q34=ΔU+A34>0.
p=const,V4>V3,ΔT34>0,ΔU34>0,A34>0,Q34>0
V=const,A12=0,ΔT12<0,Q12<0
На участке 2–3 объём увеличивается, а давление уменьшается так, что произведение pV остаётся постоянным. Следовательно, процесс изотермический: T=const, поэтому ΔU=0. Газ расширяется и совершает положительную работу A23>0. Значит, всё полученное тепло идёт на совершение работы: Q23>0.
T=const,ΔU23=0,A23>0,Q23=A23>0
На участке 3–4 давление постоянно, а объём увеличивается. Поэтому температура газа повышается, внутренняя энергия увеличивается: ΔU>0. При расширении газ совершает положительную работу: A34>0. По первому закону термодинамики количество теплоты положительно: Q34=ΔU+A34>0.
p=const,V4>V3,ΔT34>0,ΔU34>0,A34>0,Q34>0
Пример ответа
В процессе 1–2 газ отдаёт теплоту: Q12<0; в процессах 2–3 и 3–4 газ получает положительное количество теплоты: Q23>0, Q34>0.
Источник: Открытый банк ФИПИ 42D686
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.