МКТ

Задание №10. МКТ и Термодинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 10

ID: 00013003

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме температура воздуха и концентрация молекул в шаре? Теплопроводностью оболочки шара пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 10 ЕГЭ по физике — МКТ

Источник: ФИПИ

Решение

Шар герметичен, поэтому количество молекул воздуха внутри остаётся постоянным: $N = \text{const}$ .

При подъёме на высоту атмосферное давление уменьшается. Так как внутреннее давление шара становится больше внешнего, шар раздувается: объём увеличивается ( $V \uparrow$ ).

Поскольку теплопроводность оболочки пренебрежима, теплообмен с окружающей средой отсутствует:

$$$Q = 0$$$

По первому началу термодинамики:

$Q = \Delta U + A$

$0 = \Delta U + A \implies \Delta U = -A$

Газ совершает положительную работу при расширении ( $A \gt 0$ ), поэтому внутренняя энергия уменьшается ( $\Delta U \lt 0$ ).

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:

$U = \frac{3}{2} \nu R T$

Раз $\Delta U \lt 0$ , то температура уменьшается:

$T \downarrow$

Концентрация молекул:

$n = \frac{N}{V}$

$N = \text{const}$ , $V \uparrow$ , следовательно:

$n \downarrow$

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «МКТ» (8)