Global EE

Задание 10 ЕГЭ по физике №00007758

Задание №10. МКТ и Термодинамика. Установление Соответствия

Циклы и Тепловые Машины

№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.

Рисунок к заданию 10 ЕГЭ по физике — Циклы и Тепловые Машины

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, $\Delta U$ не 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.

Ответ

32

Видеоразбор

Другие задания по теме «Циклы и Тепловые Машины» (8)