Тема . №9 МКТ и Термодинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
.02 Термодинамика
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №9 мкт и термодинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#12510

На pV  -диаграмме изображен процесс перехода одноатомного идеального газа из состояния 1 в состояние 4. Количество вещества газа постоянно.

PIC

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих процессы на графике.
1) Внутренняя энергия газа в состоянии 2 минимальна.
2) В процессе 3-4 газ получает положительное количество теплоты.
3) Температура газа в состоянии 2 и в состоянии 4 одинакова.
4) Работа, совершенная газом в процессе 2-3, в 2 раза больше работы, совершенной в процессе 1-2.
5) В процессе 3-4 работа внешних сил над газом равна нулю.

Показать ответ и решение

PIC

1) Неверно
Внутренняя энергия газа зависит от его температуры:

U = 3νRT,
    2

где ν  — количество вещества газа, R  — универсальная газовая постоянная.
Мысленно проведем изотермы T1  , T2  , T3  и T4  . Изотерма T2  лежит ”выше” изотермы T1  . Следовательно, температура газа в состоянии 2 не минимальна: T2 > T1

2) Неверно
Процесс 3-4 является изохорным (так как V = const  ). Запишем первый закон термодинамики для изохорного процесса:

Q3−4 =ΔU3 −4

По рисунку видно, что изотерма T4  лежит ”ниже” изотермы T3  . Следовательно, температура газа уменьшается: ΔT = T4 − T3 <0  . Значит, изменение внутренней энергии ΔU3−4  отрицательно, и газ не получает положительное количество теплоты, а отдает его.

3) Неверно
Пусть деление клетки по горизонтали V0  , а по вертикали p0  .
Исходя из обобщенного газового закона, найдем, как соотносится температура T4  с температурой T2  :

p2V2 = p3V3-⇒ 6p0⋅4V0 = 6p0⋅7V0-⇒ T3 = 7T2
 T2     T3      T2       T3          4

p3V3  p4V4   6p0⋅7V0  3p0⋅7V0       T3        7T2  7
-T3-= -T4-⇒  --T3---= ---T4-- ⇒ T4 =-2 ⇒ T4 =-42- = 8T2

T4 = 7T2 ⁄= T2
     8

4) Верно
Работу газа можно вычислить как площадь под графиком процесса (процесс 2-3 — как площадь прямоугольника, процесс 1-2 — как площадь трапеции).

A′2−3 = S2−3 = 3p0⋅6V0 = 18p0V0

A′1−2 = S1−2 = 3p0+2-6p0⋅2V0 = 9p0V0

Найдем отношение этих работ:  ′
A2′−3=  18p0V0= 2
A1−2   9p0V0  5) Верно
По графику видно, что объем газа в процессе 3-4 постоянен. Следовательно, работа газа равна нулю. Следовательно, и работа внешних сил равна нулю:          ′
A3−4 = −A 3−4 =0

Ответ: 45

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!