Задание 21 ЕГЭ по физике · B42929
Изменение параметров идеального газа
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3–4, график которого изображён на рисунке в координатах V–T, где V – объём газа, Т – абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменяются давление газа и средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул в процессах 1–2, 2–3 и 3–4.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для одного моля идеального газа справедливо уравнение Менделеева–Клапейрона:
pV=RT
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул одноатомного идеального газа зависит только от абсолютной температуры:
среднее(Ek)=32kT
В процессе 1–2 график является горизонтальным, поэтому объём постоянен, а температура уменьшается. При постоянном объёме из уравнения состояния следует p∼T, значит давление уменьшается. Так как средняя кинетическая энергия пропорциональна температуре, она также уменьшается.
В процессе 2–3 график представляет собой прямую, проходящую через начало координат, поэтому V/T=const. Из уравнения состояния p=RT/V следует, что давление постоянно. Температура при этом увеличивается, поэтому средняя кинетическая энергия молекул увеличивается.
В процессе 3–4 график вертикальный, поэтому температура постоянна, а объём увеличивается. При постоянной температуре из уравнения состояния следует p∼1/V, значит давление уменьшается. Средняя кинетическая энергия молекул не изменяется, так как температура постоянна.
pV=RT
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул одноатомного идеального газа зависит только от абсолютной температуры:
среднее(Ek)=32kT
В процессе 1–2 график является горизонтальным, поэтому объём постоянен, а температура уменьшается. При постоянном объёме из уравнения состояния следует p∼T, значит давление уменьшается. Так как средняя кинетическая энергия пропорциональна температуре, она также уменьшается.
В процессе 2–3 график представляет собой прямую, проходящую через начало координат, поэтому V/T=const. Из уравнения состояния p=RT/V следует, что давление постоянно. Температура при этом увеличивается, поэтому средняя кинетическая энергия молекул увеличивается.
В процессе 3–4 график вертикальный, поэтому температура постоянна, а объём увеличивается. При постоянной температуре из уравнения состояния следует p∼1/V, значит давление уменьшается. Средняя кинетическая энергия молекул не изменяется, так как температура постоянна.
Пример ответа
В процессе 1–2 давление и средняя кинетическая энергия уменьшаются; в процессе 2–3 давление постоянно, а средняя кинетическая энергия увеличивается; в процессе 3–4 давление уменьшается, а средняя кинетическая энергия постоянна.
Источник: Открытый банк ФИПИ B42929
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
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.