Задание 10

Молекулярная физика и термодинамика: анализ процессов и соответствие · 63 задания

Задание №10
№10
Количество теплоты, полученное рабочим телом идеальной тепловой машины Карно от нагревателя за цикл, увеличили. Количество теплоты, отданное рабочим т…
Принципы действия тепловых машин. КПД
Задание №10
№10
В сосуде неизменного объёма находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустил…
Закон Дальтона для давления смеси разреженных газов
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество. Цилиндр поместили в печь. Сначала цилиндр нагревали, а в некоторый момент начали охлаждать. На рис…
Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и…
Задание №10
№10
Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме внутренняя энергия воз…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество массой m. Цилиндр поместили в печь. На рисунке схематично показан график изменения температуры t вещ…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №10
№10
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах p-T, где р — давление газа, T —…
Уравнение p = nkT
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили в горячую печь, а затем выставили на холод. На рисунке схематично показан график…
Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и…
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество массой m. Цилиндр поместили в печь. На рисунке схематично показан график изменения температуры t ве…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество массой m. Цилиндр поместили в печь. На рисунке схематично показан график изменения температуры t вещ…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №10
№10
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1—2 (гипербола) и 3—4, в каждом из которых участвует 1 моль разреженного гелия. Графики построены…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №10
№10
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили в горячую печь, а затем выставили на холод. На рисунке схематично показан график…
Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и…
Задание №10
№10
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1-2 (гипербола) и 3-4, в каждом из которых участвует 1 моль разреженного гелия. Графики построены…
Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом м…

Задание №10 — Внутренняя энергия идеального газа

Одноатомный идеальный газ в количестве 0,05 моль, находящийся в сосуде под подвижным поршнем, изотермически расширяется при температуре 400 К. Масса газа в сосуде остаётся неизменной.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими газ, и формулами, выражающими их зависимость от давления p газа.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в ответ выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
A) объём газа V(p)	1) 20·p
B) внутренняя энергия газа U(p)	2) 249,3
	3) 30
	4) $\frac{166{,}2}{p}$

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Дано: $\nu = 0{,}05$ моль одноатомного идеального газа, процесс изотермический при $T = 400$ К, масса газа постоянна.

А) Объём выражаем из уравнения Менделеева — Клапейрона $pV = \nu R T$ :

$V(p) = \dfrac{\nu R T}{p} = \dfrac{0{,}05 \cdot 8{,}31 \cdot 400}{p} = \dfrac{166{,}2}{p}$ .

Это формула 4.

Б) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа $U = \dfrac{3}{2}\nu R T$ определяется только температурой, а она постоянна, поэтому от давления $U$ не зависит:

$U = \dfrac{3}{2} \cdot 0{,}05 \cdot 8{,}31 \cdot 400 = 249{,}3$ Дж.

Это формула 2.

Ответ: 42