Задание 24 ЕГЭ по физике · F2CED0
Тепловые процессы на pU-диаграмме
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных p – U, где U – внутренняя энергия газа, p – его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1 – 2 и 2 – 3.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия определяется только температурой и связана с ней формулой U=32νRT. Поэтому знак изменения внутренней энергии на каждом участке определяется изменением координаты U.
Работу газа можно определить по изменению объёма. Из уравнения состояния идеального газа следует V=νRTp=2U3p. Следовательно, по значениям p и U в начальной и конечной точках каждого процесса можно установить, расширяется газ или сжимается.
Затем для каждого участка применяется первый закон термодинамики: Q=ΔU+A. Если Q>0, газ получает теплоту; если Q<0, газ отдаёт теплоту.
На предоставленном изображении отсутствует сама p–U-диаграмма с точками 1, 2 и 3. Поэтому знаки изменения объёма и работы на участках 1–2 и 2–3 нельзя однозначно определить, а конкретный вывод о получении или отдаче теплоты сделать невозможно.
Работу газа можно определить по изменению объёма. Из уравнения состояния идеального газа следует V=νRTp=2U3p. Следовательно, по значениям p и U в начальной и конечной точках каждого процесса можно установить, расширяется газ или сжимается.
Затем для каждого участка применяется первый закон термодинамики: Q=ΔU+A. Если Q>0, газ получает теплоту; если Q<0, газ отдаёт теплоту.
На предоставленном изображении отсутствует сама p–U-диаграмма с точками 1, 2 и 3. Поэтому знаки изменения объёма и работы на участках 1–2 и 2–3 нельзя однозначно определить, а конкретный вывод о получении или отдаче теплоты сделать невозможно.
Пример ответа
Для однозначного ответа необходима p–U-диаграмма с положением точек 1, 2 и 3; без неё определить знаки количества теплоты на участках 1–2 и 2–3 невозможно.
Источник: Открытый банк ФИПИ F2CED0
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.