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

Гелий, находящийся в сосуде под подвижным поршнем, изотермически сжимают. Начальное давление газа p₀, а его объём V₀. Масса газа в сосуде остаётся неизменной.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими газ, и формулами, выражающими их зависимость от объёма V 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) давление газа p(V)	1) $\frac{2}{3} \frac{p_{0} V_{0}}{V}$
B) внутренняя энергия газа U(V)	2) $\frac{2}{3} \frac{p_{0}}{V_{0}}$
	3) $\frac{p_{0} V_{0}}{V}$
	4) $\frac{3}{2} p_{0} V_{0}$

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Гелий сжимают изотермически, масса газа постоянна, поэтому справедлив закон Бойля–Мариотта: $pV = p_{0}V_{0}$ .

А. Давление. Из закона Бойля–Мариотта

$p(V) = \frac{p_{0} V_{0}}{V},$

что соответствует формуле 3).

Б. Внутренняя энергия. Гелий одноатомный, поэтому $U = \frac{3}{2}\nu R T = \frac{3}{2} p V$ . Но при изотермическом процессе $pV = p_{0}V_{0}$ , значит

$U(V) = \frac{3}{2} p_{0} V_{0} = \text{const},$

что соответствует формуле 4).

Ответ: 34