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 давление и температура газа?
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.
Для решения данной задачи проанализируем процессы, происходящие с газом, опираясь на законы термодинамики.
1. Изменение температуры.
В условии сказано, что процесс происходит «в отсутствие теплопередачи». Это означает, что процесс является адиабатным (Q=0). Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, переданное системе, расходуется на изменение её внутренней энергии и совершение системой работы: Q=ΔU+Aгаза.
Так как Q=0, то 0=ΔU+Aгаза, откуда ΔU=−Aгаза.
При сжатии газа внешние силы совершают над ним положительную работу, а сам газ совершает отрицательную работу (Aгаза<0). Следовательно, изменение внутренней энергии ΔU>0.
Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре (U=23νRT). Поскольку внутренняя энергия увеличилась, температура газа увеличилась (цифра 1).
2. Изменение давления.
Давление газа зависит от его температуры и объёма. Согласно уравнению состояния идеального газа (уравнению Менделеева — Клапейрона): pV=νRT, откуда давление p=VνRT.
В процессе сжатия объём газа (V) уменьшается, а температура (T), как мы выяснили выше, увеличивается. Уменьшение знаменателя и увеличение числителя в дроби однозначно приводят к росту значения всей дроби. Таким образом, давление газа увеличилось (цифра 1).
Вывод:
Давление газа: увеличилось (1).
Температура газа: увеличилась (1).
Ответ: 11
Источник: ФИПИ