Global EE

Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00047683

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00047683

Два моля идеального одноатомного газа находятся в состоянии 1 (см. рисунок) при температуре 200 К. Газ совершает циклический процесс, изображённый на диаграмме.

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

Какое количество теплоты получает газ на участке 1–2 этого циклического процесса?

Ответ дайте в кДж. Округлите до целого числа.

Источник: СтатГрад 14.12.2020

Решение

Газ проходит цикл, но спрашивают только про участок 1–2. Определим по рисунку, что это за процесс, найдём температуру в точке 2 и посчитаем теплоту.

Шаг 1. Какой процесс 1–2. На диаграмме $p$–$V$ отрезок 1–2 вертикальный: объём не меняется и равен $V_0$. Это изохора. Газ не расширяется, поэтому работы не совершает: $A_{12}=0$.

Шаг 2. Давления по рисунку. Горизонтальные линии сетки идут через $0{,}5p_0$. Точка 1 лежит на первой линии над осью: $p_1=0{,}5p_0$. Точка 2 — на линии $5p_0$: $p_2=5p_0$.

Шаг 3. Температура в точке 2. При постоянном объёме давление пропорционально абсолютной температуре (закон Шарля):

$$\dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{p_2}{p_1}=\dfrac{5p_0}{0{,}5p_0}=10\quad\Rightarrow\quad T_2=10\cdot 200=2000\ \text{К}.$$

Шаг 4. Теплота. Работы нет, поэтому по первому закону термодинамики вся теплота идёт на рост внутренней энергии:

$$Q_{12}=\Delta U_{12}=\dfrac{3}{2}\nu R(T_2-T_1)=\dfrac{3}{2}\cdot 2\cdot 8{,}31\cdot(2000-200)=44\,874\ \text{Дж}.$$

Это $44{,}874$ кДж, округляем до целого: $45$ кДж.

Проверим себя. Давление выросло в 10 раз при неизменном объёме — газ сильно нагрелся, теплота положительная: газ её действительно получает.

Ответ

45
Другие задания по теме «Первое Начало Термодинамики. Адиабата» (8)