Задание 24 ЕГЭ по физике · 97E7BE
Первый закон термодинамики: задача высокого уровня
Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />T1=600 K и давлении p1=4⋅10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа p2=10 5 Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу A=2493 Дж?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
По условию температура обратно пропорциональна объёму:
TV=const
Используем уравнение состояния идеального газа pV=nRT. Так как TV=const, произведение pV2 также постоянно:
pV2=const
Определим отношение объёмов:
V2V1===2
Из условия T1V1=T2V2 найдём конечную температуру:
T2=T1V1V2=600⋅12=300 K
Аргон является одноатомным идеальным газом, поэтому изменение его внутренней энергии равно:
ΔU=32nR(T2−T1)=32⋅1⋅8,31⋅(300−600)≈−3740 J
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа:
Q=ΔU+A≈−3740+2493=−1247 J
Знак минус означает, что газ отдал теплоту. Количество отданной теплоты равно модулю полученного значения:
Qотд=∣Q∣≈1,25⋅103 J
TV=const
Используем уравнение состояния идеального газа pV=nRT. Так как TV=const, произведение pV2 также постоянно:
pV2=const
Определим отношение объёмов:
V2V1===2
Из условия T1V1=T2V2 найдём конечную температуру:
T2=T1V1V2=600⋅12=300 K
Аргон является одноатомным идеальным газом, поэтому изменение его внутренней энергии равно:
ΔU=32nR(T2−T1)=32⋅1⋅8,31⋅(300−600)≈−3740 J
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа:
Q=ΔU+A≈−3740+2493=−1247 J
Знак минус означает, что газ отдал теплоту. Количество отданной теплоты равно модулю полученного значения:
Qотд=∣Q∣≈1,25⋅103 J
Пример ответа
Газ отдал примерно 1,25 · 103 J теплоты.
Источник: Открытый банк ФИПИ 97E7BE
Похожие задания
24Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T1 =600 K и давлении p1 =4⋅ 10 ^(5) Па, расширяется…Первый закон термодинамики: задача высокого уровня · 603BFB24Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре <?import namespace = m urn = "htt…Первый закон термодинамики: задача высокого уровня · A2199F24Один моль одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 2 таким образом, что в ходе…Первый закон термодинамики: задача высокого уровня · BB79C324Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре <?import namespace = m urn = "htt…Первый закон термодинамики: задача высокого уровня · F1C0D824Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре <?import namespace = m urn = "htt…Первый закон термодинамики: задача высокого уровня · FA180A24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B51
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.