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).
Ответ
11
Видеоразбор
Задание 10 ЕГЭ по физике: В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится… | Global EE
