Задание 10 ЕГЭ по физике: При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд… | Global EE
№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.
