Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19Лёгкое
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19Сложное
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А. К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет о…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19Среднее
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19Лёгкое
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19Среднее
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19Сложное
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19Среднее
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19Лёгкое
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19Лёгкое
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19Лёгкое
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19Лёгкое
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19Сложное
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
Как меняется температура газа при его быстром сжатии? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для объяснения изменения температуры газа при его быстром сжатии воспользуемся первым законом термодинамики и молекулярно-кинетической теорией.
1. Адиабатный процесс. При очень быстром сжатии газ не успевает обмениваться теплом с окружающей средой. Такой процесс можно считать адиабатным, то есть количество теплоты, полученное газом, Q=0.
2. Первый закон термодинамики. Согласно этому закону, количество теплоты, переданное системе, расходуется на изменение её внутренней энергии и совершение системой работы против внешних сил: Q=ΔU+A. Так как Q=0, уравнение принимает вид: 0=ΔU+A, или ΔU=−A.
3. Работа внешних сил. При сжатии газа внешние силы совершают над ним положительную работу Aвн. Работа самого газа A при этом отрицательна (A=−Aвн). Следовательно, изменение внутренней энергии ΔU=Aвн. Так как над газом совершается работа, его внутренняя энергия увеличивается (ΔU>0).
4. Связь энергии и температуры. Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре (U∼T). Поскольку внутренняя энергия при сжатии увеличивается, температура газа также повышается.
5. Механизм явления. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, при движении поршня внутрь сосуда молекулы газа при столкновении с движущимся поршнем приобретают дополнительную кинетическую энергию (аналогично мячу, отскакивающему от летящей навстречу биты). Средняя кинетическая энергия молекул растёт, что и означает рост температуры.
Вывод: При быстром сжатии температура газа повышается.
Ответ: Температура газа повышается.
Источник: ФИПИ