Задание 8

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

Задание №8
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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 — Изопроцессы. Графики изопроцессов

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. На каком участке цикла изменение внутренней энергии газа равно полученному газом количеству теплоты?

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По первому началу термодинамики $Q=\Delta U+A$ , где $A$ — работа газа. Значит, равенство $\Delta U=Q$ выполняется только тогда, когда работа газа равна нулю, то есть объём газа не меняется — процесс изохорный.

Найдём, как изохора выглядит на $pT$ -диаграмме. Из уравнения Клапейрона — Менделеева $pV=\nu RT$ получаем $p=\dfrac{\nu R}{V}\,T$ . При $V=\text{const}$ это прямая пропорциональность $p\propto T$ , то есть прямая, проходящая через начало координат.

Разберём участки цикла:

участок 1 — вертикальный отрезок, $T=\text{const}$ (изотерма), объём меняется, $A\ne 0$ ;
участок 2 — отрезок, лежащий на пунктирной прямой, идущей из начала координат: здесь $\dfrac{p}{T}=\text{const}$ , а значит $V=\dfrac{\nu R T}{p}=\text{const}$ — это изохора;
участок 3 — горизонтальный отрезок, $p=\text{const}$ (изобара), при уменьшении $T$ объём уменьшается, $A\ne 0$ ;
участок 4 — кривая, на которой отношение $\dfrac{p}{T}$ меняется, значит $V\ne\text{const}$ , $A\ne 0$ .

Только на участке 2 работа газа равна нулю, поэтому там $Q=\Delta U$ .

Ответ: 2