Внутренняя… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00012706
Внутренняя Энергия Газа
№2. Задание 8
ID: 00012706
На Tp-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Масса газа в ходе процесса не меняется. Внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Определите количество теплоты, отданное газом. Ответ дать в кДж.

Источник: ФИПИ
Решение
Шаг 1. Анализ графика и определение изопроцесса
На графике в координатах $T-p$ (температура от давления) процесс 1-2 изображен прямой линией, продолжение которой проходит через начало координат. Это означает, что температура прямо пропорциональна давлению: $T \propto p$, или $\frac{T}{p} = \text{const}$.
Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона ($pV = \nu RT$), объем идеального газа можно выразить так:
$V = \frac{\nu R T}{p}$
Так как масса газа неизменна ($\nu = \text{const}$) и отношение $\frac{T}{p}$ постоянно, то объем газа в ходе процесса не меняется. Следовательно, процесс 1-2 является изохорным ($V = \text{const}$).
Шаг 2. Работа газа
Поскольку объем газа не изменяется ($\Delta V = 0 \text{ м}^3$), работа, совершаемая газом, равна нулю:
$A = 0 \text{ Дж}$
Шаг 3. Первое начало термодинамики
Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты $Q$, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и совершение газом работы $A$:
$Q = \Delta U + A$
Подставляя значение работы $A = 0 \text{ Дж}$, получаем, что все подведенное (или отведенное) тепло равно изменению внутренней энергии:
$Q = \Delta U$
Шаг 4. Расчет отданного количества теплоты
По условию внутренняя энергия газа уменьшилась на $30 \text{ кДж}$. Это означает, что изменение внутренней энергии отрицательно:
$\Delta U = -30 \text{ кДж}$
Следовательно, газ получил отрицательное количество теплоты:
$Q = -30 \text{ кДж} + 0 \text{ Дж} = -30 \text{ кДж}$
Знак минус означает, что газ охлаждается и отдает теплоту в окружающую среду. Количество теплоты, отданное газом ($Q_{\text{отд}}$), равно модулю полученного тепла:
$Q_{\text{отд}} = |Q| = |-30 \text{ кДж}| = 30 \text{ кДж}$
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия Газа» (8)
- Задание 8 №00025693 — Идеальный одноатомный газ находится в сосуде c жёсткими стенками объёмом 0,6…
- Задание 8 №00025676 — На Vp -диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы…
- Задание 8 №00025672 — На pT -диаграмме показан процесс изменения состояния 5 моль идеального газа.…
- Задание 8 №00025646 — На pV -диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. В…
- Задание 8 №00025631 — Внутренняя энергия 1 моль идеального одноатомного газа, нагреваемого при…
- Задание 8 №00025630 — На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. В этом…
- Задание 8 №00025625 — На рисунке показан график процесса, проведённого над 2 моль газообразного…
- Задание 8 №00016794 — На рисунке показан график зависимости давления одноатомного идеального газа от…