Задачи › Уравнение состояния

Цикл с одноатомным газом

  1. Цикл с одноатомным газом

    «Покори Воробьёвы горы!» 2023/24, 10 кл.
    3/10

    На рисунке показана \(pV\)-диаграмма циклического процесса с постоянным количеством одноатомного идеального газа в относительных единицах давления и объёма. Цикл состоит из процесса, описываемого участком прямой \(p(V) = p_0\left(8 - \dfrac{V}{V_0}\right)\) и изотермы. Минимальный объём газа в цикле равен \(n\cdot V_0\). Известно, что температура изотермы \(T = 360\) К, а \(n = 3{,}2\). Найдите максимальную температуру газа в этом процессе. Ответ запишите в К, без указания единиц измерения.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Температура идеального газа пропорциональна \(pV\). Найдите, при каком объёме произведение \(pV\) на прямой максимально, и сравните с изотермой.

    Ответ

    \(375\).

    Решение

    Температура идеального газа \(T = \dfrac{pV}{\nu R}\), и на прямой при заданном объёме она равна \[T(V) = \frac{p_0V_0}{\nu R}\cdot\frac{V}{V_0}\left(8 - \frac{V}{V_0}\right).\] Поэтому температура изотермы равна \(T = \dfrac{p_0V_0}{\nu R}\,n(8-n)\), а максимальная температура в процессе достигается в точке \(V = 4V_0\) на прямой: \[T_{\max} = 16\,\frac{p_0V_0}{\nu R} = \frac{16\,T}{n(8-n)} = 375~\text{К}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи