Задание 9 ЕГЭ по физике · 63FBEC
Циклический процесс идеального газа
С идеальным газом происходит циклический процесс 1−2−3−4−1,
pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К.
На основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.
pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К.
На основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.
1) Работа газа при его изобарном расширении равна 200 Дж.
2) Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,45 моля.
3) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж.
4) Минимальная температура в циклическом процессе равна 100 К.
5) На участке 4–1 газ отдаёт положительное количество теплоты.
2) Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,45 моля.
3) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж.
4) Минимальная температура в циклическом процессе равна 100 К.
5) На участке 4–1 газ отдаёт положительное количество теплоты.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для идеального газа при постоянном количестве вещества температура пропорциональна произведению pV. Максимальное значение pV в цикле достигается в состоянии 2:
p2V2=200 кПа⋅8 л=1600 кПа⋅л
Определим количество вещества газа по уравнению Менделеева–Клапейрона. Учтём, что 1600 кПа⋅л=1,6⋅106 Па⋅м3:
n=p2V2RTmax=1,6⋅1068,31⋅400≈0,48 моль>0,45 моль
Изобарное сжатие происходит на участке 3–4: объём уменьшается от 8 до 6 л при давлении 100 кПа. Работа, совершённая над газом, положительна и равна:
Aнад=p(V3−V4)=100 кПа⋅2 л=200 Дж
Работа газа при изобарном расширении на участке 1–2 равна 200 кПа⋅2 л=400 Дж, поэтому утверждение 1 неверно.
Минимальная температура соответствует состоянию 4: p4V4=600 кПа⋅л. Поэтому Tmin=400⋅6001600=150 К, а не 100 К. На участке 4–1 объём постоянен, температура и внутренняя энергия увеличиваются, поэтому газ получает, а не отдаёт тепло.
p2V2=200 кПа⋅8 л=1600 кПа⋅л
Определим количество вещества газа по уравнению Менделеева–Клапейрона. Учтём, что 1600 кПа⋅л=1,6⋅106 Па⋅м3:
n=p2V2RTmax=1,6⋅1068,31⋅400≈0,48 моль>0,45 моль
Изобарное сжатие происходит на участке 3–4: объём уменьшается от 8 до 6 л при давлении 100 кПа. Работа, совершённая над газом, положительна и равна:
Aнад=p(V3−V4)=100 кПа⋅2 л=200 Дж
Работа газа при изобарном расширении на участке 1–2 равна 200 кПа⋅2 л=400 Дж, поэтому утверждение 1 неверно.
Минимальная температура соответствует состоянию 4: p4V4=600 кПа⋅л. Поэтому Tmin=400⋅6001600=150 К, а не 100 К. На участке 4–1 объём постоянен, температура и внутренняя энергия увеличиваются, поэтому газ получает, а не отдаёт тепло.
Пример ответа
Верные утверждения: 2, 3.
Источник: Открытый банк ФИПИ 63FBEC
Похожие задания
9На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах р…Циклический процесс идеального газа · 49215D9На рисунке в координатах р–Т, где р – давление газа, Т – абсолютная температура газа, показан график…Циклический процесс идеального газа · C5CA959С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1−2−3−4−1, pV-диаграмма которого представлена на…Циклический процесс идеального газа · D430019Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две…Тепловое равновесие аргона · 0443DE9Стальную кастрюлю, наполовину заполненную водой, поставили на плиту, закрыли лёгкой крышкой и стали нагревать…Нагревание и кипение воды · 0550989На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного газообразного…Процессы на pV-диаграмме · 0A58BE
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.