Задание 9

Молекулярная физика и термодинамика: анализ процессов (изменение величин) · 77 заданий

Задание №9
№9
На рисунке в координатах р-Т, где р - давление газа, Т - его абсолютная температура, показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным…
Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом м…
Задание №9
№9
С идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-4-1, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре происходит процес…
Насыщенные и ненасыщенные пары
Задание №9
№9
Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа р от объёма V. Масса газа в процессе не из…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной пров…
Первый закон термодинамики. Адиабата
Задание №9
№9
Ha рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V-Т, где V - объём газа, Т - абсолютная тем…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-4-1, рV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, дости…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа р от объёма V. Масса газа в процессе не из…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
Твёрдый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты и температуры образца t. Выбер…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №9
№9
Ha рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V-Т, где V - объём газа, Т - абсолютная тем…
Модель идеального газа в термодинамике
Задание №9
№9
Твердый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты Q и температуры образца t. Выб…
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества
Задание №9
№9
В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объём сосуда. Температура в сосуде поддерживается…
Насыщенные и ненасыщенные пары

Задание №9 — Работа в термодинамике

На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же постоянным количеством газообразного гелия.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1) В процессе 1-2 гелий изобарно уменьшил свой объём на 5 л.
2) В процессе 3-4 абсолютная температура гелия изобарно увеличилась в 3 раза.
3) Работа, совершённая внешними силами над гелием, в процессе 1-2 меньше, чем в процессе 3-4.
4) В процессе 1-2 внутренняя энергия гелия уменьшилась в 5 раз.
5) В процессе 1-2 давление гелия в 2 раза меньше, чем в процессе 3-4.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По графику процесс 1–2 идёт при постоянном давлении $p_{12}=0{,}5\cdot10^5$ Па от $V_1=5$ л до $V_2=1$ л, а процесс 3–4 — при постоянном давлении $p_{34}=1{,}0\cdot10^5$ Па от $V_3=3$ л до $V_4=1$ л. Оба процесса — изобарные сжатия.

1) В процессе 1–2 объём уменьшился на $5-1=4$ л, а не на 5 л — неверно.

2) При $p=\text{const}$ по закону Гей-Люссака $\frac{V}{T}=\text{const}$ , поэтому $\frac{T_4}{T_3}=\frac{V_4}{V_3}=\frac13$ : температура уменьшилась в 3 раза, а не увеличилась — неверно.

3) Работа внешних сил $A_{\text{вн}}=p\,|\Delta V|$ : $A_{12}=0{,}5\cdot10^5\cdot4\cdot10^{-3}=200\ \text{Дж},\qquad A_{34}=1{,}0\cdot10^5\cdot2\cdot10^{-3}=200\ \text{Дж}.$ Работы равны, а не меньше — неверно.

4) Гелий одноатомный: $U=\frac32\nu RT=\frac32pV$ . Тогда $U_1=\frac32\cdot0{,}5\cdot10^5\cdot5\cdot10^{-3}=375$ Дж, $U_2=\frac32\cdot0{,}5\cdot10^5\cdot1\cdot10^{-3}=75$ Дж, и $\frac{U_1}{U_2}=5$ — верно.

5) $\frac{p_{12}}{p_{34}}=\frac{0{,}5\cdot10^5}{1{,}0\cdot10^5}=\frac12$ : давление в процессе 1–2 в 2 раза меньше — верно.

Ответ: 45