Задание 24 ЕГЭ по физике · F690E5
Отношение теплоты и энергии
Одно и то же постоянное количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же начального состояния р1, V1 до одного и того же конечного объёма V2 первый раз по изобаре 1 – 2, а второй – по адиабате 1 – 3 (см. рисунок). Отношение работы газа в процессе 1 – 2 к работе газа в процессе 1 – 3 равно A 12 A 13 =k=2 . Чему равно отношение х количества теплоты Q12, полученного газом от нагревателя в ходе процесса 1 – 2, к модулю изменения внутренней энергии газа | U3 −U1 | в ходе процесса 1 – 3?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии выражается формулой ΔU=32νRΔT. В изобарном процессе работа газа равна A12=p1(V2−V1), а из уравнения состояния следует ΔU12=32A12.
ΔU12=32A12
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом в процессе 1–2, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа.
Q12=ΔU12+A12=52A12
Процесс 1–3 является адиабатным, поэтому Q13=0. Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно отрицательной работе газа.
0=ΔU13+A13,∣U3−U1∣=∣ΔU13∣=A13
Используем данное в условии отношение работ.
x=Q12∣U3−U1∣=52A12A13=52⋅2=5
ΔU12=32A12
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом в процессе 1–2, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа.
Q12=ΔU12+A12=52A12
Процесс 1–3 является адиабатным, поэтому Q13=0. Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно отрицательной работе газа.
0=ΔU13+A13,∣U3−U1∣=∣ΔU13∣=A13
Используем данное в условии отношение работ.
x=Q12∣U3−U1∣=52A12A13=52⋅2=5
Пример ответа
x=5
Источник: Открытый банк ФИПИ F690E5
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.