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 — Работа в термодинамике

На рисунке показаны различные процессы изменения состояния идеального газа. В каком из процессов (1, 2, 3 или 4) газ совершает наибольшую по модулю работу?

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Работа газа численно равна площади фигуры, заключённой между графиком процесса и осью объёма на диаграмме $p\,(V)$ . При расширении ( $\Delta V\gt 0$ ) работа газа положительна, при сжатии — отрицательна; по модулю она равна той же площади.

Сравним площади под четырьмя участками.

Процесс 1 — почти вертикальный участок: объём изменяется очень мало, поэтому площадь под ним, а значит и работа, мала.
Процесс 2 — изобарное расширение при самом большом давлении $p_{\max}$ и с самым большим изменением объёма: $|A_2|=p_{\max}\,\Delta V_2$ . Это прямоугольник наибольшей площади.
Процесс 3 — сжатие от наибольшего объёма до промежуточного, поэтому $\Delta V_3\lt \Delta V_2$ , а среднее давление на этом участке равно $\dfrac{p_{\max}+p_{\min}}{2}\lt p_{\max}$ . Значит, $|A_3|\lt |A_2|$ .
Процесс 4 — изобарное сжатие при самом малом давлении $p_{\min}$ и на небольшом интервале объёма, поэтому $|A_4|$ ещё меньше.

Наибольшую по модулю работу газ совершает в процессе 2.

Ответ: 2