Global EE

Термодинамика — Задание 24 ЕГЭ по физике №00007816

Задание №24. МКТ и Термодинамика. Высокий Уровень Сложности

Термодинамика

№2. Задание 24

ID: 00007816

Над одним молем идеального одноатомного газа провели процесс 1-2-3, график которого приведен на рисунке в координатах $V/V_1$ и $p/p_1$, где $V_1 = 1$ $м^3$ и $p_1 = 2\cdot{}10^5$ Па — объём и давление газа в состоянии 1. Найдите количество теплоты, сообщенное газу в данном процессе 1-2-3.

Рисунок к заданию 24 ЕГЭ по физике — Термодинамика

Источник: ФИПИ

Решение

По графику (в осях $\frac{V}{V_1}$–$\frac{p}{p_1}$) газ проходит два участка: $1\to2$ при постоянном давлении (объём растёт от $V_1$ до $3V_1$), затем $2\to3$ при постоянном объёме (давление растёт от $p_1$ до $4p_1$). Теплоту за весь процесс найдём по первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A$, сложив вклады участков. Внутренняя энергия одноатомного газа $U=\dfrac{3}{2}\nu RT=\dfrac{3}{2}pV$.

Участок 1–2 (изобара). Работа $A_{12}=p_1(3V_1-V_1)=2p_1V_1$. Изменение энергии $\Delta U_{12}=\dfrac{3}{2}(p_1\cdot3V_1-p_1V_1)=3p_1V_1$. Тогда $Q_{12}=5p_1V_1$.

Участок 2–3 (изохора). Работа $A_{23}=0$. $\Delta U_{23}=\dfrac{3}{2}(4p_1\cdot3V_1-p_1\cdot3V_1)=13{,}5\,p_1V_1$. Значит $Q_{23}=13{,}5\,p_1V_1$.

Ответ

3,7·10⁶ Дж

Видеоразбор

Другие задания по теме «Термодинамика» (8)