Циклы и Тепловые… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00016162
Циклы и Тепловые Машины
№2. Задание 8
ID: 00016162
Изменение состояния постоянной массы одноатомного идеального газа происходит по циклу, показанному на рисунке. За цикл газ совершает работу $A_ц = 5$ кДж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя?

Источник: Сборник Гиголо
Решение
Идея
Тот же треугольник, что и в соседней задаче: вершины 1$(V_0;2p_0)$, 2$(3V_0;2p_0)$, 3$(V_0;p_0)$. Но теперь дана работа за весь цикл $A_ц$. Через неё найдём $p_0V_0$, а затем сложим тепло на тех участках, где газ его получает — это и есть тепло от нагревателя.
Шаг 1. Находим p₀V₀ через работу цикла
Работа за цикл — это площадь треугольника на pV-диаграмме: $A_ц=\tfrac{1}{2}\cdot(3V_0-V_0)\cdot(2p_0-p_0)=p_0V_0$. Значит $p_0V_0=A_ц=5$ кДж.
Шаг 2. Где газ получает тепло (U=3/2 pV)
1→2 (изобара $2p_0$, $V_0\!\to\!3V_0$): $Q_{12}=\Delta U+A=6p_0V_0+4p_0V_0=10p_0V_0$ — получает. 3→1 (изохора $V_0$, $p_0\!\to\!2p_0$): $Q_{31}=\Delta U=\tfrac{3}{2}p_0V_0$ — получает. На 2→3 газ тепло отдаёт.
Шаг 3. Тепло от нагревателя
$Q_{нагр}=Q_{12}+Q_{31}=10p_0V_0+\tfrac{3}{2}p_0V_0=\tfrac{23}{2}p_0V_0=11{,}5\cdot 5=57{,}5$ кДж.
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Циклы и Тепловые Машины» (8)
- Задание 8 №00042996 — Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 50…
- Задание 8 №00042995 — Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 80…
- Задание 8 №00025681 — Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагревателя…
- Задание 8 №00025674 — У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя 500 К, а…
- Задание 8 №00025671 — Рабочее тело тепловой машины с КПД 8% совершает за один цикл работу 20 кДж.…
- Задание 8 №00025670 — Рабочее тело идеальной тепловой машины за цикл работы получает от нагревателя…
- Задание 8 №00025666 — Рабочее тело тепловой машины за цикл работы получает от нагревателя количество…
- Задание 8 №00025664 — Тепловая машина с КПД 40 % за цикл работы получает от нагревателя количество…