Задачи › Первый закон, работа газа

Двенадцать процессов с газом

  1. Двенадцать процессов с газом

    «Покори Воробьёвы горы!» 2020/21, 10–11 кл.
    4/10

    Над двумя молями одноатомного идеального газа производят последовательно серию из \(12\) процессов, каждый из которых состоит из изохорного нагревания и изобарного охлаждения. При этом в первом изохорном процессе температура газа увеличивается на \(1{,}2\) К, во втором — на \(1{,}3\) К, в третьем — на \(1{,}4\) К и так далее. В первом изобарном процессе температура уменьшается на \(0{,}5\) К, во втором — на \(0{,}6\) К, в третьем — на \(0{,}7\) К и так далее. Найдите количество теплоты, сообщённое газу во всех \(12\) процессах. Ответ запишите в джоулях, с точностью до целого значения, без указания единиц измерения. Универсальная газовая постоянная примерно равна \(8{,}31\) Дж/(моль\(\cdot\)К).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Для одноатомного газа теплоёмкость при постоянном объёме равна \(\frac{3}{2}\nu R\), при постоянном давлении — \(\frac{5}{2}\nu R\). Сложите изменения температур по всем процессам и отдельно просуммируйте теплоту.

    Ответ

    \(0\).

    Решение

    В изохорных процессах газ получает теплоту \(Q_+ = \dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T_V\), в изобарных отдаёт \(Q_- = \dfrac{5}{2}\nu R\,\Delta T_p\). Суммы изменений температур — арифметические прогрессии: \[\Delta T_V = (1{,}2 + 1{,}3 + \dots + 2{,}3)~\text{К} = +21~\text{К}, \qquad \Delta T_p = -(0{,}5 + 0{,}6 + \dots + 1{,}6)~\text{К} = -12{,}6~\text{К}.\] Полная теплота, которой газ обменялся с внешними телами: \[Q = Q_+ + Q_- = \frac{\nu R}{2}\left(3\Delta T_V + 5\Delta T_p\right) = \frac{\nu R}{2}\left(63 - 63\right) = 0.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи