МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00002690 | Global EE
МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00002690
№2. Задание 10
ID: 00002690
В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится идеальный газ. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться без трения. Давление снаружи атмосферное. Сосуд с газом нагревают так, что температура газа повышается. Как изменятся в результате этого объём газа в сосуде и внутренняя энергия газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Решение:
Запишем условие равновесия поршня (вертикальная ось):
$$p\cdot S=p_0\cdot S+m_п g.$$
Отсюда давление газа:
$$p=p_0+\frac{m_п g}{S}=\text{const}.$$
Все слагаемые постоянны: масса поршня $m_п$, $g$, площадь $S$, атмосферное давление $p_0$. Значит, процесс изобарный, $p=\text{const}$.
Уравнение Менделеева–Клапейрона:
$$pV=\nu RT.$$
При $p=\text{const}$ и $\nu=\text{const}$ объём пропорционален температуре:
$$V=\frac{\nu R}{p}\,T.$$
Так как $T$ растёт, объём $V$ увеличивается (1).
Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:
$$U=\tfrac{3}{2}\nu R T.$$
При росте $T$ внутренняя энергия $U$ увеличивается (1).
