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 — Изопроцессы. Графики изопроцессов

На рисунке показана зависимость давления газа p от его плотности ρ в циклическом процессе, совершаемом 2 моль идеального газа в идеальном тепловом двигателе. Цикл состоит из двух отрезков прямых и четверти окружности. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1) В процессе 1−2 температура газа уменьшается.
2) В состоянии 3 температура газа максимальна.
3) В процессе 2−3 объём газа уменьшается.
4) Отношение максимальной температуры к минимальной температуре в цикле равно 8.
5) Работа газа в процессе 3−1 положительна.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона через плотность: $p=\frac{m}{MV}RT=\frac{\rho RT}{M}$ , откуда $T=\frac{M}{R}\cdot\frac{p}{\rho},\qquad V=\frac{m}{\rho}.$ Температура пропорциональна отношению $\frac{p}{\rho}$ , а объём определяется плотностью.

По графику: состояние 1 — $(\rho_0;\ 4p_0)$ , состояние 2 — $(2\rho_0;\ p_0)$ , состояние 3 — $(\rho_0;\ p_0)$ . В единицах $\frac{Mp_0}{R\rho_0}$ получаем $T_1=4$ , $T_2=0{,}5$ , $T_3=1$ .

1) На дуге 1–2 давление убывает, а плотность растёт, поэтому отношение $\frac{p}{\rho}$ монотонно уменьшается: температура падает от $T_1=4$ до $T_2=0{,}5$ — верно.

2) Максимальна температура в состоянии 1 ( $T_1=4$ ), а не в состоянии 3 ( $T_3=1$ ) — неверно.

3) В процессе 2–3 плотность уменьшается от $2\rho_0$ до $\rho_0$ , значит объём $V=\frac{m}{\rho}$ увеличивается — неверно.

4) $\frac{T_{\max}}{T_{\min}}=\frac{T_1}{T_2}=\frac{4}{0{,}5}=8$ — верно.

5) В процессе 3–1 плотность постоянна, значит объём постоянен и работа газа $A=p\Delta V=0$ — неверно.

Ответ: 14