Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00040455
Тепловые Явления
№2. Задание 19
ID: 00040455
Источник: ФИПИ
Решение
Что дано
Жёсткая колба с газом соединена трубкой с $U$-образным жидкостным манометром. Такой манометр показывает, насколько давление газа отличается от атмосферного: об этом говорит перепад уровней жидкости в двух коленах.
- Рис. 1 — колба в воздухе: уровни жидкости в обоих коленах одинаковы.
- Рис. 2 — колбу опустили в сосуд с водой: в колене со стороны колбы жидкость поднялась, а в открытом колене опустилась.
Шаг 1. Читаем манометр
Равные уровни на рис. 1 означают, что газ в колбе давит так же, как атмосфера: $p_к=p_0$.
На рис. 2 жидкость сместилась в сторону колбы — её туда продавила атмосфера. Так бывает, когда газ в колбе давит слабее наружного воздуха:
$$p_к=p_0-\rho g h$$
где $h$ — разность уровней. Вывод: давление газа в колбе уменьшилось.
Шаг 2. От давления к температуре
Колба стеклянная, жёсткая и закрытая: газ не расширяется, не сжимается и не утекает. Объём газа постоянен — процесс изохорный.
Для изохорного процесса работает закон Шарля: при постоянном объёме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре,
$$\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$$
Давление упало — значит упала и температура: $T_2
Шаг 3. Отвечаем про внутреннюю энергию
Внутренняя энергия газа — это суммарная энергия беспорядочного движения его молекул. Для данной порции газа она определяется только температурой: ниже температура — меньше внутренняя энергия.
Проверим по закону сохранения энергии: объём не менялся, значит газ работы не совершал и над ним работу не совершали; единственный способ изменить его энергию — теплообмен. Газ отдал теплоту воде, потому что вода оказалась холоднее окружающего воздуха.
Вывод
Внутренняя энергия газа в колбе уменьшилась: газ остыл, отдав теплоту холодной воде.
Ответ
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)
- Задание 19 №00040604 — Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме,…
- Задание 19 №00040559 — В какую погоду – тихую или ветреную – человек переносит мороз легче? Ответ…
- Задание 19 №00040540 — В первом из двух одинаковых сосудов при комнатной температуре и нормальном…
- Задание 19 №00040534 — В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Часть воды…
- Задание 19 №00040528 — На рисунке представлены экспериментальные данные о выбросах оксида углерода и…
- Задание 19 №00040500 — Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того…
- Задание 19 №00040493 — Космонавт, находящийся в невесомости на космическом корабле, выдавил из тюбика…
- Задание 19 №00040485 — На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую –…