Гелий: теплота и работа при сжатии и расширении
6/10Газообразный гелий сжимается в процессе 1-2, в котором давление прямо пропорционально объёму (см. рис.). Затем газ расширяется в процессе 2-3 с постоянной молярной теплоёмкостью \(C = R\). При сжатии внешние силы совершают над газом работу \(A\) (\(A > 0\)). Работа внешних сил над газом при сжатии и работа газа при расширении равны.
Какое количество \(Q_{12}\) теплоты (с учетом знака) получил газ в процессе 1-2?
Какое количество \(Q_{23}\) теплоты (с учетом знака) получил газ в процессе 2-3?
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаРаботу газа в процессе 1-2 найдите по площади под графиком, учитывая линейную зависимость \(P(V)\), а затем используйте первое начало термодинамики. В процессе 2-3 сравните теплоту с изменением внутренней энергии и работой.
Ответ1) \(Q_{12} = -4A\); 2) \(Q_{23} = -2A\).
Решение1) \(A_{12} = -A = \dfrac{1}{2}P_2V_2 - \dfrac{1}{2}P_1V_1 = \dfrac{1}{2}\nu R\left(T_2 - T_1\right)\). \(Q_{12} = \nu\dfrac{3}{2}R\left(T_2 - T_1\right) + \left(-A\right)\). Отсюда \(Q_{12} = -4A < 0\).
2) \(Q_{23} = \nu R\left(T_3 - T_2\right)\), \(Q_{23} = \nu\dfrac{3}{2}R\left(T_3 - T_2\right) + A\). Отсюда \(Q_{23} = -2A < 0\).
Похожие задачи
- Гелий в цилиндре с перегородкой и поршнем Физтех 2014/15, 11 кл.
- Теплообмен гелия через перегородку, поршень Физтех 2014/15, 10 кл.
- Гелий в процессе расширения «Покори Воробьёвы горы!» 2014/15, 10–11 кл.
- Пробка вылетает из колбы с гелием МОШ 2015/16, 10 кл.
- Газ: изохора и изотерма «Шаг в будущее» 2015/16, 11 кл.
- Робот на поршне в цилиндре с гелием «Шаг в будущее» 2016/17, 8 кл.