Задание 24 ЕГЭ по физике · 63AF96
Работа газа, теплота и КПД в циклах
Гелий в количестве ν=3 моль изобарно сжимают, совершая работу A1 =2,4 кДж. При этом температура гелия уменьшается в 4 раза: T2 = T1 4 . Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения T3 = T1 8 . Найдите работу газа А2 при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остаётся неизменным.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Гелий является одноатомным идеальным газом. При изобарном сжатии работа, совершённая внешними силами, равна уменьшению работы газа по модулю:
A1=p(V1−V2)=νR(T1−T2)
С учётом соотношения T2=T14 получаем:
2,4=νRT1−T14=34νRT1
Следовательно, произведение νRT1 равно:
νRT1=43A1=43⋅2,4=3,2 кДж
При адиабатном расширении Q=0. По первому закону термодинамики работа газа равна уменьшению его внутренней энергии:
A2=νCV(T2−T3)
Для одноатомного газа CV=3R2, а T2−T3=T14−T18=T18. Поэтому:
A2=ν3R2⋅T18=316νRT1=316⋅3,2=0,6 кДж
A1=p(V1−V2)=νR(T1−T2)
С учётом соотношения T2=T14 получаем:
2,4=νRT1−T14=34νRT1
Следовательно, произведение νRT1 равно:
νRT1=43A1=43⋅2,4=3,2 кДж
При адиабатном расширении Q=0. По первому закону термодинамики работа газа равна уменьшению его внутренней энергии:
A2=νCV(T2−T3)
Для одноатомного газа CV=3R2, а T2−T3=T14−T18=T18. Поэтому:
A2=ν3R2⋅T18=316νRT1=316⋅3,2=0,6 кДж
Пример ответа
Работа газа при адиабатном расширении равна A2 = 0,6 кДж.
Источник: Открытый банк ФИПИ 63AF96
Похожие задания
24В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол (С6H6) при температуре кипения t=80 ^(o) C…Работа газа, теплота и КПД в циклах · A0D35924В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает цикл 1 – 2 – 3 – 4 – 1, показанный на…Работа газа, теплота и КПД в циклах · DA1E7524На рисунке в координатах p – V представлен циклический процесс, проводимый с идеальным одноатомным газом.…Работа газа, теплота и КПД в циклах · FD2DC624Три 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 · 060CB2
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.