Задание 9 ЕГЭ по физике · E27EA7
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 меньше объёма газа в состоянии 1.
2) В состояниях 4 – 7 объём газа был одинаковым.
3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.
4) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ получал тепло.
5) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ совершал 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 меньше объёма газа в состоянии 1.
2) В состояниях 4 – 7 объём газа был одинаковым.
3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.
4) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ получал тепло.
5) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ совершал работу.
Показать ответ
24
Решение
Для одного и того же количества идеального газа объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению:
V=νRTp
В состояниях 4–7 абсолютные температуры равны 300 K, 330 K, 450 K и 600 K. Проверим отношения T/p: 300/50=330/55=450/75=600/100=6. Следовательно, объёмы одинаковы. Утверждение 2 верно.
В состояниях 1 и 4 температуры одинаковы, поэтому V4/V1=p1/p4=100/50=2. Объём в состоянии 4 в два раза больше, а не меньше, чем в состоянии 1. Утверждение 1 неверно.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна абсолютной температуре. Для состояний 5 и 6: T5=330 K, T6=450 K, поэтому U6/U5=450/330≠3. Утверждение 3 неверно.
Переход от состояния 2 к состоянию 3 изотермический: температура постоянна, давление уменьшается, а объём увеличивается. Газ совершает работу, при этом его внутренняя энергия не меняется, поэтому газ получает тепло. Утверждение 4 верно.
При изохорном процессе объём постоянен, поэтому работа газа равна нулю. Утверждение 5 неверно.
V=νRTp
В состояниях 4–7 абсолютные температуры равны 300 K, 330 K, 450 K и 600 K. Проверим отношения T/p: 300/50=330/55=450/75=600/100=6. Следовательно, объёмы одинаковы. Утверждение 2 верно.
В состояниях 1 и 4 температуры одинаковы, поэтому V4/V1=p1/p4=100/50=2. Объём в состоянии 4 в два раза больше, а не меньше, чем в состоянии 1. Утверждение 1 неверно.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна абсолютной температуре. Для состояний 5 и 6: T5=330 K, T6=450 K, поэтому U6/U5=450/330≠3. Утверждение 3 неверно.
Переход от состояния 2 к состоянию 3 изотермический: температура постоянна, давление уменьшается, а объём увеличивается. Газ совершает работу, при этом его внутренняя энергия не меняется, поэтому газ получает тепло. Утверждение 4 верно.
При изохорном процессе объём постоянен, поэтому работа газа равна нулю. Утверждение 5 неверно.
Источник: Открытый банк ФИПИ E27EA7
Похожие задания
9Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две…Тепловое равновесие аргона · 0443DE9Стальную кастрюлю, наполовину заполненную водой, поставили на плиту, закрыли лёгкой крышкой и стали нагревать…Нагревание и кипение воды · 0550989На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного газообразного…Процессы на pV-диаграмме · 0A58BE9На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V…Циклический процесс в координатах V–T · 0B89AC9Твёрдый образец вещества поместили в печь. На рисунке показан график изменения температуры t образца по мере…График нагревания вещества · 0D32D09У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя равна 227 °С, а температура холодильника равна…КПД двигателя Карно · 0D600A
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.