Задание 24 ЕГЭ по физике · 641415
Температура и давление по графику
На графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются температура и давление газа в процессах 1−2 и 2−3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одноатомного идеального газа пропорциональна абсолютной температуре.
среднее(Ek)=32kT
В процессе 1–2 средняя кинетическая энергия увеличивается, следовательно, температура газа повышается. Объём также увеличивается, причём график является прямой, проходящей через начало координат, поэтому V прямо пропорционален среднее(Ek) и, следовательно, T.
При постоянном количестве газа из уравнения состояния pV=νRT следует, что при V∼T давление остаётся постоянным. Значит, в процессе 1–2 температура повышается, а давление не изменяется.
В процессе 2–3 объём постоянен, поскольку график представляет собой вертикальный отрезок. Средняя кинетическая энергия уменьшается, поэтому температура газа понижается.
При постоянных количестве газа и объёме из уравнения состояния следует p∼T. Поэтому при понижении температуры давление также уменьшается.
среднее(Ek)=32kT
В процессе 1–2 средняя кинетическая энергия увеличивается, следовательно, температура газа повышается. Объём также увеличивается, причём график является прямой, проходящей через начало координат, поэтому V прямо пропорционален среднее(Ek) и, следовательно, T.
При постоянном количестве газа из уравнения состояния pV=νRT следует, что при V∼T давление остаётся постоянным. Значит, в процессе 1–2 температура повышается, а давление не изменяется.
В процессе 2–3 объём постоянен, поскольку график представляет собой вертикальный отрезок. Средняя кинетическая энергия уменьшается, поэтому температура газа понижается.
При постоянных количестве газа и объёме из уравнения состояния следует p∼T. Поэтому при понижении температуры давление также уменьшается.
Пример ответа
В процессе 1–2 температура повышается, а давление остаётся постоянным; в процессе 2–3 объём постоянен, температура понижается и давление также понижается. Использованы зависимости Eₖ=3/2kT и pV=ν RT.
Источник: Открытый банк ФИПИ 641415
Похожие задания
24Три 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 · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
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.