Задание 24 ЕГЭ по физике · 9FBACA
Количество теплоты в изохоре
1 моль идеального одноатомного газа участвует в процессе 1<?xml:namespace prefix = m ns = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" /> – 2 – 3, график которого представлен на рисунке в координатах V – p, где V – объём газа, p – его давление. Температуры газа в состояниях 1 и 3 T1=T3=300 К. В процессе 2 – 3 газ увеличил свой объём в 3 раза. Какое количество теплоты отдал газ в процессе 1 – 2?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На участке 1–2 объём газа постоянен, а на участке 2–3 давление постоянно. По условию V3=3V2, а поскольку V2=V1, получаем V3=3V1.
Применим уравнение состояния идеального газа к состояниям 1 и 3. Так как T1=T3, имеем p1V1=p3V3.
p1V1=p3⋅3V1,p3=p13
На участке 2–3 давление постоянно, поэтому p2=p3=p1/3. При постоянном объёме на участке 1–2 температура пропорциональна давлению:
T2T1=p2p1=13,T2=100 К
Для одноатомного идеального газа при постоянном объёме работа не совершается, поэтому количество теплоты равно изменению внутренней энергии:
Q1–2=nCV(T2−T1)=1⋅3R2(100−300)=−300R≈−2,5⋅103 Дж
Знак минус означает, что газ отдаёт теплоту. Количество отданной теплоты равно модулю полученного значения.
Применим уравнение состояния идеального газа к состояниям 1 и 3. Так как T1=T3, имеем p1V1=p3V3.
p1V1=p3⋅3V1,p3=p13
На участке 2–3 давление постоянно, поэтому p2=p3=p1/3. При постоянном объёме на участке 1–2 температура пропорциональна давлению:
T2T1=p2p1=13,T2=100 К
Для одноатомного идеального газа при постоянном объёме работа не совершается, поэтому количество теплоты равно изменению внутренней энергии:
Q1–2=nCV(T2−T1)=1⋅3R2(100−300)=−300R≈−2,5⋅103 Дж
Знак минус означает, что газ отдаёт теплоту. Количество отданной теплоты равно модулю полученного значения.
Пример ответа
Газ отдал в процессе 1–2 количество теплоты 2,5·103 Дж, или примерно 2,5 кДж.
Источник: Открытый банк ФИПИ 9FBACA
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.