Задание 8

Термодинамика: количество теплоты, работа газа, КПД · 67 заданий

Задание №8
№8Сложное
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
№8Сложное
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
№8Лёгкое
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
№8Лёгкое
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
№8Среднее
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
№8Сложное
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
№8Среднее
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
№8Лёгкое
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
№8Среднее
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
№8Лёгкое
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
№8Сложное
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
№8Сложное
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 показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. На каком участке работа внешних сил над газом положительна и равна отданному газом количеству теплоты?

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Работа внешних сил над газом связана с работой самого газа соотношением $A_{\text{внеш}}=-A$ . Пусть газ отдаёт количество теплоты $Q_{\text{отд}}=-Q$ . Условие задачи $A_{\text{внеш}}=Q_{\text{отд}}$ означает $-A=-Q$ , то есть $Q=A$ .

По первому началу термодинамики $Q=\Delta U+A$ , поэтому равенство $Q=A$ возможно только при $\Delta U=0$ . Для идеального газа постоянной массы $\Delta U=\dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T$ , значит $\Delta T=0$ — процесс должен быть изотермическим. Кроме того, требуется $A_{\text{внеш}}\gt 0$ , то есть газ сжимают и его объём уменьшается.

На $pT$ -диаграмме изотерме отвечает вертикальный отрезок. Таких участков два — 2 и 4.

Участок 2: $T=\text{const}$ , давление уменьшается, значит по закону Бойля — Мариотта $pV=\text{const}$ объём растёт — газ расширяется, $A_{\text{внеш}}\lt 0$ .
Участок 4: $T=\text{const}$ , давление растёт, значит объём уменьшается — газ сжимают, $A_{\text{внеш}}\gt 0$ , а вся работа внешних сил уходит в отданную теплоту.

Подходит участок 4.

Ответ: 4