Задание 8

Термодинамика: количество теплоты, работа газа, КПД · 67 заданий

Задание №8
№8
Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил г…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №8
№8
На pV-диаграмме показан процесс изменения состояния 4 моль идеального одноатомного газа. Газ отдал в окружающую среду количество теплоты, равное 2,5 к…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №8
№8
Газ получил извне количество теплоты, равное 200 Дж, и при этом внешние силы совершили над ним работу, равную 80 Дж. Масса газа не менялась. На скольк…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №8
№8
Рабочее тело тепловой машины за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 100 Дж, и совершает работу 40 Дж. Каков КПД тепловой машины?
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №8
№8
Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от наг…
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №8
№8
Рабочее тело тепловой машины с КПД 15% за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 340 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №8
№8
В сосуде с подвижным поршнем находятся вода и её насыщенный пар. Объём пара медленно уменьшили в 2 раза при постоянной температуре. Определите отношен…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №8
№8
Рабочее тело тепловой машины за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 150 Дж, и отдаёт холодильнику 120 Дж. Каков КПД тепловой машин…
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №8
№8
Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 75%. Объём воздуха изотермически увеличили в два раза. Какова относительная влажность воз…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №8
№8
Рабочее тело тепловой машины с КПД 15% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 60 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №8
№8
Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 73%. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объём в два раза. Какова относительная влаж…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №8
№8
На рисунке показано, как менялось давление газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Каково о…
Элементарная работа в термодинамике

Задание №8 — Внутренняя энергия идеального газа

На pV-диаграмме показан процесс изменения состояния 4 моль идеального одноатомного газа. Газ отдал в окружающую среду количество теплоты, равное 2,5 кДж. На сколько уменьшилась внутренняя энергия газа в этом процессе?

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По графику начальное состояние 1: $V_1=4V_0$ , $p_1=p_0$ ; конечное состояние 2: $V_2=V_0$ , $p_2=4p_0$ . Найдём произведения:

$p_1V_1=p_0\cdot 4V_0=4p_0V_0,\qquad p_2V_2=4p_0\cdot V_0=4p_0V_0.$

Они равны, значит по уравнению Клапейрона — Менделеева $pV=\nu RT$ температура газа в начале и в конце одна и та же:

$T_2=\frac{p_2V_2}{\nu R}=\frac{p_1V_1}{\nu R}=T_1,$

то есть процесс изотермический (график — гипербола).

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа зависит только от температуры:

$U=\frac{3}{2}\,\nu R T\quad\Longrightarrow\quad \Delta U=\frac{3}{2}\,\nu R\,(T_2-T_1)=0.$

Отданные в окружающую среду $2{,}5\ \text{кДж}$ в точности равны работе, совершённой над газом внешними силами при сжатии, поэтому внутренняя энергия не изменилась.

Ответ: 0