Задание 8 ЕГЭ по физике · B3ABFA
Изопроцессы идеального газа
При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным.
1) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза больше объёма газа в состоянии 1.
2) В состояниях 1 – 3 объём газа был одинаковым.
3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.
4) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ отдавал тепло.
5) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершал положительную работу.
| № состояния | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| р, кПа | 100 | 90 | 75 | 50 | 55 | 75 | 100 |
| t, °С | 27 | 27 | 27 | 27 | 57 | 177 | 327 |
1) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза больше объёма газа в состоянии 1.
2) В состояниях 1 – 3 объём газа был одинаковым.
3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.
4) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ отдавал тепло.
5) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершал положительную работу.
Показать ответ
15
Решение
Для одного и того же количества идеального газа используем уравнение состояния: объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению.
pVT=const
В состояниях 1 и 4 температура одинакова: 27 °C. Поэтому процесс между ними изотермический, и p1V1=p4V4.
V4V1=p1p4=10050=2
В состояниях 1–3 температура одинакова, но давления различны: 100, 90 и 75 кПа. Следовательно, объёмы различны и утверждение 2 неверно.
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре. T5=330 K, T6=450 K, поэтому отношение внутренних энергий равно 450/330, а не 3.
U6U5=T6T5=450330≈1,36
При переходе 5→6 температура повышается, а процесс указан как изохорный. Работа газа равна нулю, поэтому полученное тепло идёт на увеличение внутренней энергии: газ поглощает тепло.
При переходе 2→3 температура постоянна, давление уменьшается с 90 до 75 кПа, поэтому объём увеличивается. При расширении газ совершает положительную работу.
pVT=const
В состояниях 1 и 4 температура одинакова: 27 °C. Поэтому процесс между ними изотермический, и p1V1=p4V4.
V4V1=p1p4=10050=2
В состояниях 1–3 температура одинакова, но давления различны: 100, 90 и 75 кПа. Следовательно, объёмы различны и утверждение 2 неверно.
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре. T5=330 K, T6=450 K, поэтому отношение внутренних энергий равно 450/330, а не 3.
U6U5=T6T5=450330≈1,36
При переходе 5→6 температура повышается, а процесс указан как изохорный. Работа газа равна нулю, поэтому полученное тепло идёт на увеличение внутренней энергии: газ поглощает тепло.
При переходе 2→3 температура постоянна, давление уменьшается с 90 до 75 кПа, поэтому объём увеличивается. При расширении газ совершает положительную работу.
Источник: Открытый банк ФИПИ B3ABFA
Похожие задания
8В котелок насыпали кусочки олова и поставили на электрическую плитку. В минуту плитка передаёт олову в…Теплоёмкость, теплота плавления и парообразования · 002BBE8Рабочее тело тепловой машины с КПД 10% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 10…Работа тепловой машины · 0166048Горизонтальный цилиндрический сосуд с гладкими стенками разделён подвижным поршнем на две части. В одной…Энергия молекул газов · 0A3E4F8При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 2000 Дж. Какое…Теплота при сжатии газа · 0E8CD88Внутренняя энергия 1 моль идеального одноатомного газа, нагреваемого при постоянном объёме, изменилась на 300…Количество теплоты при нагревании газа · 1001788В процессе сжатия над газом совершили работу 12 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 16 кДж.…Первый закон термодинамики · 10B1E8
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.