Задачи › Первый закон, работа газа

Газ в цилиндре

  1. Газ в цилиндре

    ЕГЭ 2018, 11 кл.
    3/10

    Идеальный газ находится в цилиндре, закрытом подвижным поршнем. На рисунке дана диаграмма, иллюстрирующая изменение внутренней энергии \(U\) газа и передаваемое ему количество теплоты \(Q\). Опишите изменение объёма газа при его переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Свой ответ обоснуйте, указав, какие физические законы вы использовали для объяснения.

    Рисунок

    1) 1–2 увеличивается, 2–3 уменьшается.

    2) 1–2 уменьшается, 2–3 увеличивается.

    3) 1–2 не изменяется, 2–3 не изменяется.

    4) 1–2 увеличивается, 2–3 увеличивается.

    5) 1–2 уменьшается, 2–3 уменьшается.

    Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    На участке 1–2 газ получает теплоту при неизменной внутренней энергии; на участке 2–3 теплообмена нет.

    Ответ

    4. Переход 1–2: \(\Delta U = 0\), \(Q > 0\), значит \(A = Q - \Delta U > 0\) и объём увеличивается. Переход 2–3: \(Q = 0\), \(\Delta U < 0\), значит \(A = -\Delta U > 0\) и объём увеличивается.

    Решение

    1. В процессе 1–2 газ получает некоторое количество теплоты, но его внутренняя энергия не меняется. Следовательно, согласно первому началу термодинамики \(Q = \Delta U + A\) газ совершает положительную работу, т.е. в данном процессе его объём увеличивается.

    2. В процессе 2–3 теплообмена с внешней средой нет, т.е. процесс адиабатный, причём его внутренняя энергия уменьшается: \(Q = \Delta U + A = 0\), \(A = -\Delta U\). Следовательно, и этот процесс связан с расширением газа, поскольку тот совершает положительную работу.

    Ответ: переход газа из состояния 1 в состояние 3 всё время сопровождался увеличением его объёма.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх