МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00010857 | Global EE
МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00010857
№2. Задание 10
ID: 00010857
При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный аргоном и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно уменьшают, сохраняя давление аргона в нём постоянным. Как изменяются при этом внутренняя энергия аргона и концентрация его молекул в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
изобарный процесс ($P = \text{const}$), объём уменьшается, сосуд закрытый ($N = \text{const}$)
Найти:
изменение внутренней энергии и концентрации молекул
Решение:
Концентрация молекул: $n = N/V$. Так как сосуд закрытый, число молекул $N$ постоянно, а объём $V$ уменьшается, поэтому концентрация увеличивается: $$n \uparrow = \frac{N}{V \downarrow}$$ Из уравнения состояния идеального газа $P = nkT$: $$T = \frac{P}{nk}$$ При постоянном давлении $P = \text{const}$ и росте концентрации $n$ температура уменьшается: $$T \downarrow = \frac{P}{n \uparrow \cdot k}$$ Внутренняя энергия одноатомного идеального газа (аргон): $$U = \frac{3}{2} \nu RT = \frac{3}{2} NkT$$ При уменьшении температуры внутренняя энергия уменьшается. Итог: внутренняя энергия уменьшается, концентрация увеличивается — вариант 21.
