Задание 10 ЕГЭ по физике: Один моль идеального одноатомного газа, находившегося при… | Global EE
№2. Задание 10
ID: 00007758
Один моль идеального одноатомного газа, находившегося при давлении p_1 в сосуде объёмом V_1, изобарно нагревают от температуры T_1 до температуры T_2. Как изменятся приращение внутренней энергии газа и переданное газу количество теплоты, если нагревание этого газа осуществлять изохорно из того же начального состояния (p1, V1, T1) до той же конечной температуры T_2?
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
Дано:
\nu = 1 \text{ моль}, \quad T_1 \to T_2 \text{ (оба процесса)}, \quad процесс 1: изобарный, процесс 2: изохорный
Найти:
Как изменятся \Delta U и Q при переходе от изобарного к изохорному процессу?
Решение:
Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа не зависит от вида процесса, а зависит только от изменения температуры:
\Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T = \frac{3}{2} \nu R (T_2 - T_1)
Поскольку начальная и конечная температуры в обоих случаях одинаковы, \Delta Uне изменится.
По первому началу термодинамики количество теплоты:
Q = \Delta U + A
где A — работа газа. При изобарном расширении газ совершает работу A = p \Delta V \gt 0, поэтому:
Q_\text{изоб} = \Delta U + p(V_2 - V_1) \gt \Delta U
При изохорном процессе объём не изменяется, работа газа равна нулю:
A_\text{изох} = 0 \implies Q_\text{изох} = \Delta U
Таким образом, при переходе к изохорному процессу переданное газу количество теплоты уменьшится.
