Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12
2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно…
Давление
- Задание №12№12
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость _0 , начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как из…
Второй закон Ньютона
В отсутствие теплопередачи газ, находящийся в сосуде с подвижным поршнем, сжали. Как в процессе сжатия изменились плотность газа и его внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличилась |
2) | уменьшилась |
3) | не изменилась |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
11
Пояснение
Решение.
Разберём изменение каждой физической величины по порядку, опираясь на законы термодинамики и молекулярно-кинетической теории.
1. Плотность газа.
Плотность вещества определяется формулой: ρ=Vm, где m — масса газа, а V — его объём.
По условию задачи газ находится в сосуде с подвижным поршнем и его сжимают. Сжатие означает, что объём газа V уменьшается. Поскольку масса газа m в закрытом сосуде остаётся неизменной, то при уменьшении знаменателя дроби (объёма) значение самой дроби (плотности) увеличивается.
Следовательно, плотность газа увеличилась (1).
2. Внутренняя энергия газа.
Согласно первому закону термодинамики: ΔU=Q+A, где ΔU — изменение внутренней энергии, Q — количество теплоты, переданное газу, A — работа, совершённая над газом внешними силами.
В условии сказано, что процесс происходит «в отсутствие теплопередачи». Это означает, что процесс адиабатный, и Q=0.
При сжатии газа внешние силы совершают над ним положительную работу (A>0). Таким образом, ΔU=A. Так как работа положительна, изменение внутренней энергии ΔU>0, что означает рост внутренней энергии газа. С микроскопической точки зрения при сжатии поршень передаёт молекулам газа дополнительную кинетическую энергию при соударениях, что ведёт к росту температуры и внутренней энергии.
Следовательно, внутренняя энергия газа увеличилась (1).
Таким образом, для обеих величин характер изменения соответствует цифре 1.
Ответ: 11
Источник: ФИПИ