Global EE

Циклы, Тепловые… — Задание 24 ЕГЭ по физике №00007779

Задание №24. МКТ и Термодинамика. Высокий Уровень Сложности

Циклы, Тепловые Машины и КПД

№2. Задание 24

ID: 00007779

Одноатомный идеальный газ неизменной массы совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ отдаёт холодильнику количество теплоты $|Qх|$ = $8$ кДж. Какую работу газ совершает при переходе из состояния 1 в состояние 2?

Рисунок к заданию 24 ЕГЭ по физике — Циклы, Тепловые Машины и КПД

Источник: ФИПИ

Решение

Газ совершает замкнутый цикл 1-2-3. Нас просят найти работу только на участке 1-2. По графику этот участок идёт при постоянном давлении $2p_0$, а объём растёт от $V$ до $3V$ — это изобарное расширение, где работа считается особенно просто. Чтобы выразить ответ в килоджоулях, свяжем неизвестное произведение $p_0V$ с данной теплотой, отданной холодильнику.

Работа на участке 1-2. При постоянном давлении $A_{12}=p\,\Delta V=2p_0\,(3V-V)=4p_0V$.

Свяжем $p_0V$ с отданным теплом. Тепло отдаётся только на участке 2-3 (газ сжимается и охлаждается). Подсчёт по первому закону термодинамики для участка 2-3 (от $(3V,2p_0)$ к $(V,p_0)$) даёт $|Q_х|=10{,}5\,p_0V$. По условию $|Q_х|=8$ кДж, поэтому $p_0V=\dfrac{8}{10{,}5}\approx0{,}762$ кДж.

Найдём работу. $A_{12}=4p_0V=4\cdot0{,}762\approx3$ кДж.

Ответ

3

Видеоразбор

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