При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным. № состояния 1 2 3 4 5 6 7 p, кПа 100 90 75 50 55 75 100 t, °С 27 27 27 27 57 177 327 1) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза больше объёма газа в состоянии 1. 2) В состояниях 1–3 объём газа был одинаковым. 3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5. 4) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ отдавал тепло. 5) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершал положительную работу.

Термодинамика — Задание 9 ЕГЭ по физике №00026288

Задание №9. МКТ и Термодинамика. Выбор Утверждений

Термодинамика

№2. Задание 9

ID: 00026288

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным.

№ состояния	$$1$$	$$2$$	$$3$$	$$4$$	$$5$$	$$6$$	$$7$$
$$p$$ , кПа	$$100$$	$$90$$	$$75$$	$$50$$	$$55$$	$$75$$	$$100$$
$$t$$ , °С	$$27$$	$$27$$	$$27$$	$$27$$	$$57$$	$$177$$	$$327$$

1) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза больше объёма газа в состоянии 1.

2) В состояниях 1–3 объём газа был одинаковым.

3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.

4) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ отдавал тепло.

5) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершал положительную работу.

Источник: ФИПИ

Решение

В таблице для одного и того же количества гелия даны давление и температура в семи состояниях. Переведём температуру в кельвины: состояния $$1$$ – $$4$$ — $T=300\ \text{К}$ , состояние $$5$$ — $330\ \text{К}$ , состояние $$6$$ — $450\ \text{К}$ , состояние $$7$$ — $600\ \text{К}$ .

Поскольку количество газа не меняется, объём пропорционален $\dfrac{T}{p}$ . Посчитаем: $$1$$ — $$3$$ ; $$2$$ — $\approx3{,}33$ ; $$3$$ — $$4$$ ; $$4$$ — $$6$$ ; $$5$$ — $$6$$ ; $$6$$ — $$6$$ ; $$7$$ — $$6$$ (в тех же условных единицах).

Утверждение $$1$$ : объём в состоянии $$4$$ ( $$=6$$ ) действительно в два раза больше объёма в состоянии $$1$$ ( $$=3$$ ) — это утверждение верно.

Утверждение $$2$$ говорит, что в состояниях $$1$$ – $$3$$ объём был одинаковым, но у нас получилось $$3$$ , $$3{,}33$$ и $$4$$ — они разные, потому что при постоянной температуре менялось давление. Утверждение неверно.

Переход $2\to3$ идёт при постоянной температуре $300\ \text{К}$ , давление падает — газ расширяется. При изотермическом расширении газ совершает положительную работу над окружающей средой — утверждение $$5$$ верно.

Переход $5\to6$ идёт при постоянном объёме (изохорный процесс, оба состояния дают $$6$$ ), значит работа газа равна нулю; всё изменение энергии идёт на нагрев, и раз температура растёт ( $330\to450\ \text{К}$ ), газ получал тепло, а не отдавал — утверждение $$4$$ неверно. Утверждение $$3$$ про внутреннюю энергию тоже неверно: $\dfrac{450}{330}\approx1{,}36$ , а не $$3$$ .

Значит, верны утверждения $$1$$ и $$5$$ .

Ответ

Разбор зашёл? Дальше — вживую

Эту задачу мы уже разобрали 🦾 На пробном найдём тему, где у тебя сейчас пробел, и закроем её вместе.

Попробовать →

Потренируй предмет в боюНа Арену →

Следующее задание темы →

Похожие задания по теме «Термодинамика» (8)