Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00014742

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00014742

Идеальный одноатомный газ занимал объём $$3$$ л при давлении $$400$$ кПа. Затем газ расширился и стал занимать объём $$5$$ л при давлении $$200$$ кПа. В этом процессе газ совершил работу $$500$$ Дж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе, если масса газа в сосуде неизменна?

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Первое начало термодинамики: подведённое тепло идёт на изменение внутренней энергии и на работу газа: $Q = \Delta U + A$ . Работа $$A = 500$$ Дж дана, осталось найти $\Delta U$ .

Шаг 1. Изменение внутренней энергии

Для одноатомного газа $U = \tfrac{3}{2}pV$ , поэтому $\Delta U = \tfrac{3}{2}(p_2V_2 - p_1V_1)$ . Подставим в СИ ( $$400$$ кПа $=4\cdot10^5$ Па, $$3$$ л $=3\cdot10^{-3}$ м³ и т.д.):

$\Delta U = \tfrac{3}{2}\big(2\cdot10^5\cdot 5\cdot10^{-3} - 4\cdot10^5\cdot 3\cdot10^{-3}\big) = \tfrac{3}{2}(1000 - 1200) = -300$ Дж.

Шаг 2. Считаем теплоту

$Q = \Delta U + A = -300 + 500 = 200$ Дж. Получилось положительное число — газ действительно получил тепло.

Ответ

200

Видеоразбор

Другие задания по теме «Первое Начало Термодинамики. Адиабата» (8)