Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00015736

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00015736

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1–2–3, график которого показан на рисунке в координатах $$T$$ – $$V$$ . Известно, что в процессе 1–2 газ совершил работу 4 кДж, а в процессе 2–3 объём газа $$V$$ увеличился в 2 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1–2–3, если его температура $$T$$ в состоянии 1 равна 250 К?

Ответ дайте в килоджоулях, округлите до десятых.

Рисунок к заданию 8 ЕГЭ по физике — Первое Начало Термодинамики. Адиабата

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Опять складываем тепло по участкам: $Q_{123}=Q_{12}+Q_{23}$ . В осях $$T$$ – $$V$$ горизонтальная линия — это изотерма (температура держится постоянной). Раз на участке 1–2 газ совершает работу, но температура (а с ней и внутренняя энергия одноатомного газа) не меняется, то по первому закону всё тепло уходит в работу: $Q_{12}=A_{12}=4$ кДж.

Шаг 1. Участок 2–3 — изобара

На 2–3 объём растёт в 2 раза, и по графику это прямая из начала координат в осях $$T$$ – $$V$$ , то есть изобара ( $T\sim V$ ). Значит, температура тоже удваивается: $$T_3=2T_2$$ . А поскольку 1–2 изотермическое, то $$T_2=T_1=250$$ К, и $$T_3=500$$ К.

Шаг 2. Тепло на изобаре

$Q_{23}=\tfrac{5}{2}\nu R\,(T_3-T_2)=\tfrac{5}{2}\cdot 1\cdot 8{,}31\cdot(500-250)\approx 5200$ Дж $$=5{,}2$$ кДж.

Итог

$Q_{123}=4+5{,}2=9{,}2$ кДж.

Ответ

9,2

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