Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00015723

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00015723

Неон в количестве $\nu = 1{,}5$ моль изобарно сжимают, совершая работу $$A_1 = 2$$ кДж. При этом температура неона уменьшается в $$3$$ раза: $$T_2 = T_1/3$$ . Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения $$T_3 = T_1/6$$ . Найдите работу газа $$A_2$$ при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остаётся неизменным.

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Неон, как и гелий с аргоном, — одноатомный газ. Схема та же, что в задаче с аргоном: из изобарного сжатия вытаскиваем общую комбинацию $\nu R T_1$ через работу $$A_1$$ , а в адиабатном расширении используем первый закон ( $$Q=0$$ , газ работает за счёт внутренней энергии).

Шаг 1. Изобарное сжатие

$A_1 = \nu R\,(T_1 - T_2)$ . Подставим $$T_2 = T_1/3$$ :

$A_1 = \nu R\left(T_1 - \dfrac{T_1}{3}\right) = \dfrac{2}{3}\,\nu R T_1 = 2$ кДж.

$\nu R T_1 = \dfrac{3}{2}\cdot 2 = 3$ кДж $$= 3000$$ Дж.

Шаг 2. Адиабатное расширение

$A_2 = -\Delta U = \dfrac{3}{2}\nu R\,(T_2 - T_3)$ , где $T_2 - T_3 = \dfrac{T_1}{3} - \dfrac{T_1}{6} = \dfrac{T_1}{6}$ .

$A_2 = \dfrac{3}{2}\nu R\cdot\dfrac{T_1}{6} = \dfrac{1}{4}\,\nu R T_1 = \dfrac{1}{4}\cdot 3000 = 750$ Дж.

Ответ

750

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