Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00047686

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00047686

На $$pV$$ -диаграмме показан процесс изменения состояния 4 моль идеального одноатомного газа. Газ отдал в окружающую среду количество теплоты, равное $$2{,}5$$ кДж. На сколько уменьшилась внутренняя энергия газа в этом процессе?

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

Ответ дайте в кДж.

Источник: Сборник Демидовой 2022

Решение

Газ отдал теплоту, но при этом его сжимали. Чтобы узнать, как изменилась внутренняя энергия, удобнее всего сравнить начальное и конечное состояния газа.

Шаг 1. Внутренняя энергия через $$pV$$ . Для одноатомного идеального газа $U=\dfrac{3}{2}\nu RT$ , а по уравнению Менделеева–Клапейрона $\nu RT=pV$ . Значит,

U=\dfrac{3}{2}pV.

Шаг 2. Координаты точек. По рисунку: в состоянии 1 давление $$p_0$$ , объём $$4V_0$$ ; в состоянии 2 давление $$4p_0$$ , объём $$V_0$$ .

U_1=\dfrac{3}{2}\cdot p_0\cdot 4V_0=6p_0V_0,\qquad U_2=\dfrac{3}{2}\cdot 4p_0\cdot V_0=6p_0V_0.

Шаг 3. Вывод. $$U_2=U_1$$ , поэтому $\Delta U=0$ : внутренняя энергия не уменьшилась, уменьшение равно $$0$$ кДж.

Проверим себя. По первому закону $Q=\Delta U+A$ : при $\Delta U=0$ отданные $$2{,}5$$ кДж теплоты равны по модулю работе внешних сил, сжимавших газ. Количество вещества $$4$$ моль и теплота $$2{,}5$$ кДж на ответ не повлияли.

Ответ

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