Процесс изменения состояния идеального одноатомного газа представлен на p t

Обновлено: 07.07.2024

Один моль одноатомного идеального газа участвует в циклическом процессе, график которого изображён на TV−диаграмме.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) Давление газа в состоянии 2 больше давления газа в состоянии 4.

2) Работа газа на участке 2–3 положительна.

3) На участке 1–2 давление газа увеличивается.

4) На участке 4–1 от газа отводится некоторое количество теплоты.

5) Изменение внутренней энергии газа на участке 1−2 меньше, чем изменение внутренней энергии газа на участке 2−3.

1) Изобара 1−2 лежит выше изобары 3−4, а, значит, давление газа в состоянии 2 больше давления газа в состоянии 4. Утверждение 1 — верно.

2) На участке 2–3 объем газа не изменяется, а, значит, его работа равна нулю. Утверждение 2 — неверно.

3) Участок 1−2 соответствует изобарному нагреванию газа, а, значит, давление газа не изменяется. Утверждение 3 — неверно.

4) На участке 4–1 газ совершает отрицательную работу, а это означает что от газа отводится некоторое количество теплоты. Утверждение 4 — верно.

5) Внутренняя энергия прямопропорциональна изменению температуры газа. На участке 1−2 изменение температуры газа больше изменению температуры газа на участке 2−3, а, значит, на участке 1−2 внутренняя энергия изменяется больше. Утверждение 5 — неверно.

Источник: Тренировочная работа по физике 13.12.2017, вариант ФИ10203 Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ — 2021 по физике.

В двух сосудах (1) и (2) объёмом V₀ каждый находятся одинаковые идеальные одноатомные газы. Исходные состояния этих газов соответствуют точкам А и В на VT-диаграмме (см. рисунок). Известно, что сначала давление в обоих сосудах одинаковое. Затем из исходных состояний газы переводят в новые конечные состояния А' и В'.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) В исходном состоянии концентрация молекул газа в сосуде (1) равна концентрации молекул газа в сосуде (2).

2) В конечном состоянии средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа в сосуде (1) больше средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа в сосуде (2).

3) Масса газа в сосуде (1) больше массы газа в сосуде (2).

4) Изменение внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (1), при его переходе из состояния А в состояние А' равно изменению внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (2), при его переходе из состояния В в состояние В'.

5) Работа, совершённая газом, находящимся в сосуде (1) в процессе А→А', больше работы, совершённой газом, находящимся в сосуде (2) в процессе В→В'.

1) Из условия задачи следует, что в начальный момент времени давление и объем в сосудах были одинаковы, а температура во втором сосуде в 2 раза больше, чем в первом сосуде. Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона

откуда следует, что масса газа в первом сосуде в 2 раза больше, чем во втором. Утверждение 3 — верно.

Концентрация частиц может быть найдена как

Таким образом, концентрация газа в первом сосуде в 2 раза больше, чем во втором. Утверждение 1 — неверно.

2) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одноатомного идеального газа связана с его абсолютной температурой соотношением: В конечном состоянии температура газа выше во втором сосуде, а значит, частицы газа в этом сосуде обладают большей средней кинетической энергией. Утверждение 2 — неверно.

4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре

Учитывая, что в первом сосуде газа находится больше, внутренняя энергия в обоих сосудах изменилась на одинаковую величину. Утверждение 4 — верно.

5) Как видно из графика, в обоих сосудах происходит изобарный процесс, в котором работа газа может быть вычислена по формуле

Первоначальное давление в обоих сосудах равно, а объем изменился на одну и ту же величину. Таким образом, работа, совершённая газом, находящимся в сосуде (1) в процессе А→А', равна работе, совершённой газом, находящимся в сосуде (2) в процессе В→В'. Утверждение 5 — неверно.

На графике зависимости объёма V от абсолютной температуры Т изображён процесс перехода идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 2. Известно, что масса газа в этом процессе не изменялась. Как изменились при этом переходе плотность и давление газа?

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

А) плотность газа

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Так как формула для плотности газа имеет вид то увеличение объёма приводит к уменьшению плотности.

Уравнение состояния: Из графика видно, что объем и температура изменяются линейным образом, а значит давление в этом процессе не изменится.

На рисунке изображён график циклического процесса, совершаемого одним молем идеального одноатомного газа. Определите, как в процессе перехода газа из состояния 3 в состояние 1 изменяются следующие физические величины: объём газа, внутренняя энергия газа.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Процесс 3−1 является изобарным охлаждением, а значит, объем газа в этом процессе уменьшается.

Внутренняя энергия газа является функцией температуры а значит, уменьшение температуры приведет к уменьшению внутренней энергии.

Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как изменяются при этом объём газа и его внутренняя энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

На графике представлен изотермический процесс. При изотермическом процессе внутренняя энергия системы не меняется, а при уменьшении давления объем газа увеличивается.

Аналоги к заданию № 23312: 23344 Все

2. Из первого закона термодинамики следует, что полученное газом количество теплоты идёт на увеличение внутренней энергии газа и на совершение им работы:

3. Используем термодинамическую модель одноатомного идеального газа:

Изменение его внутренней энергии равно

4. Совершённая газом работа численно равна площади трапеции под графиком процесса на pV− диаграмме, т.е. разности площадей треугольников :

5. С учётом этого получаем Из графика процесса следует, что

и выражение для количества теплоты делает вид

6. Заметим, что искомое отношение плотностей газа массой m в состояниях 1 и 2 равно

Подставляя в полученную формулу новые данные, находим T₁.

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1–2–3, график которого показан на рисунке в координатах p–T. Известно, что давление газа p в процессе 1–2 увеличилось в 2 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1–2–3, если его температура T в состоянии 1 равна 300 К, а в состоянии 3 равна 900 К?

Для определения количества теплоты Q₁₂₃ необходимо сложить количества теплоты, сообщённые газу на участках 1–2 и 2–3: Q₁₂₃ = Q₁₂ + Q₂₃.

Исходя из приведённого графика, можно сделать вывод, что процесс 1–2 является изохорным. Для него, как следует из уравнения Клапейрона – Менделеева, откуда Следовательно,

Работа газа в процессе 1–2 равна нулю, и для него первый закон термодинамики с учётом выражения для внутренней энергии одноатомного идеального газа принимает вид:

Источник: Материалы для подготовки экспертов ЕГЭ, 2015

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; р — его давление). Как изменяются в ходе этого процесса абсолютная температура, объём и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура газа

Объём газа

Теплоёмкость газа

1) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия уменьшается с уменьшением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура уменьшилась.

2) Поскольку для идеального газа связано с температурой линейно, то зависимость от линейна, следовательно, Сравнивая полученное выражение с уравнением Менделеева-Клапейрона для одного моля получаем, что объём газа не изменился.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением В данном процессе работа газа равна нулю, в результате, теплоёмкость оставалась неизменной.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Центр. Вариант 6.

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; V — занимаемый им объём). Как изменяются в ходе этого процесса давление, абсолютная температура и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Давление газа

Температура газа

Теплоёмкость газа

2) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия уменьшается с уменьшением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура уменьшилась.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением теплоёмкость постоянна.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Центр. Вариант 2.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура газа

Давление газа

Теплоёмкость газа

1) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия увеличивается с увеличением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура увеличилась.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением теплоёмкость постоянна.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Центр. Вариант 3.

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; p — его давление). Как изменяются в ходе этого процесса объём, абсолютная температура и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.

Объём газа

Температура газа

Теплоёмкость газа

2) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия увеличивается с увеличением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура увеличилась.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением В данном процессе работа газа равна нулю, в результате, теплоёмкость оставалась постоянной.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2014 по физике.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в циклическом процессе, график которого изображён на TV-диаграмме.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) Давление газа в состоянии 2 меньше давления газа в состоянии 4.

2) Работа газа на участке 2–3 отрицательна.

3) На участке 1–2 давление газа уменьшается.

4) На участке 4–1 работа газа отрицательна.

5) Работа, совершенная газом на участке 1–2 больше работы, совершаемой внешними силами над газом на участке 4–1.

1) Изобара 1–2 лежит выше изобары 3–4, а значит, давление газа в состоянии 2 больше давления газа в состоянии 4. Утверждение 1 — неверно.

2) На участке 2–3 объем газа не изменяется, а значит, его работа равна нулю. Утверждение 2 — неверно.

3) Участок 1–2 соответствует изобарному нагреванию газа, а значит, давление газа не изменяется. Утверждение 3 — неверно.

4) На участке 4–1 газ совершает отрицательную работу. Утверждение 4 — верно.

5) Работа численно равна На участке 1–2 изменение объёма больше изменения объёма на участке 4–1 и для любой точки участка 4–1 давление меньше давления на участке 1–2, а значит, Утверждение 5 — верно.

Аналоги к заданию № 9738: 9770 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 13.12.2017, вариант ФИ10204

На pV-диаграмме изображены три процесса (1 → 2, 1 → 3 и 1 → 4), совершаемых одним молем одноатомного идеального газа. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) Минимальная работа совершается газом в процессе 1→ 2.

2) Максимальное изменение внутренней энергии газа происходит в процессе 1 → 2.

3) Изменение внутренней энергии газа в процессе 1 → 2 больше, чем изменение внутренней энергии газа в процессе 1 → 4.

4) Количество теплоты, получаемое газом в процессе 1 → 2, равно количеству теплоты, получаемому газом в процессе 1 → 4.

5) Максимальное количество теплоты газ получает в процессе 1 → 3.

1) Работа, совершаемая газом равна площади под кривой на pV-диаграмме Площадь под кривой, соответствующей процессу 1 → 2 минимальна из всех предложенных. Первое утверждение верно.

2) Чем больше температура газа, тем больше его внутренняя энергия. Начальная температура газа для всех процессов одинакова. Точка 3 расположена на изотерме, которая выше изотермы, проходящей через точку 2, следовательно, внутренняя энергия газа в состоянии 3 больше внутренней энергии газа в состоянии 2, а значит, и изменение внутренней энергии в процессе 1 → 3 больше изменения внутренней энергии в процессе 1 → 2. Второе утверждение неверно.

3) Чем больше температура газа, тем больше его внутренняя энергия. Начальная температура газа для всех процессов одинакова. Точки 2 и 4 расположены на одной и той же изотерме, следовательно, изменение внутренней энергии в процессе 1 → 2 равно изменению внутренней энергии в процессе 1 → 4. Третье утверждение неверно.

4) Количество теплоты, полученное газом равно сумме изменения его внутренней энергии и работы, совершаемой газом. Как отмечено в пункте 3, изменение внутренней энергии газа в процессах 1 → 2 и 1 → 4 одинаково. Работа, совершаемая в процессе 1 → 4 больше работы, совершаемой в процессе 1 → 2, следовательно, количество теплоты, полученное газом в процессе 1 → 4 больше количества теплоты, полученной газом в процессе 1 → 2. Четвёртое утверждение неверно.

5) В процессе 1 → 3 внутренняя энергия газа увеличивается больше всего и газ совершает максимальную работу, следовательно, он получает максимальное количество теплоты. Пятое утверждение верно.

1) Минимальная работа совершается газом в процессе 1 → 4.

2) Максимальное изменение внутренней энергии газа происходит в процессе 1 → 3.

3) Изменение внутренней энергии газа в процессе 1 → 2 равно изменению внутренней энергии газа в процессе 1 → 4.

5) Максимальное количество теплоты газ получает в процессе 1 → 4.

1) Работа, совершаемая газом равна площади под кривой на pV-диаграмме Площадь под кривой, соответствующей процессу 1 → 4 больше площади под кривой 1 → 2. Первое утверждение неверно.

2) Чем больше температура газа, тем больше его внутренняя энергия. Начальная температура газа для всех процессов одинакова. Точка 3 расположена на изотерме, которая выше изотермы, проходящей через точки 2 и 4, следовательно, внутренняя энергия газа в состоянии 3 больше внутренней энергии газа в состоянии 2 и 4, а значит, и изменение внутренней энергии в процессе 1 → 3 больше изменения внутренней энергии в процессах 1 → 2 и 1 → 4. Второе утверждение верно.

5) В процессе 1 → 3 внутренняя энергия газа увеличивается больше всего и газ совершает максимальную работу, следовательно, в процессе 1 → 3 он получает максимальное количество теплоты. Пятое утверждение неверно.

Задание 9. На рТ-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Работа, совершённая газом, равна 40 кДж. Масса газа не меняется. Какое количество теплоты получает газ в ходе процесса 1-2?

Из первого закона термодинамики найдем количество теплоты Q, полученное газом в процессе 12. Из графика видно, что температура газа в этом процессе оставалась постоянной. Также постоянной была и масса газа. Следовательно, внутренняя энергия газа не менялась, то есть . Тогда величина кДж.

На p-T-диаграмме представлен процесс изменения состояния идеального одноатомного газа неизменной массы. В этом процессе газ получил 20 кДж теплоты. Определите работу газа в этом процессе.

Ответ в кДж.

Решение:

На диаграмме давление газа прямо пропорционально температуре, что соответствует изохорному процессу $V = const$. В изохорном процессе работа газа равна нулю, все поступившее количество теплоты идет на изменение внутренней энергии.

Ответ:

Задание добавил(а)

О задание:

Источник условия: Физика. Практикум. Экзаменационные тесты ЕГЭ 2017. С.Б. Бобошина.
Источник решения: Тот же, что и условия

Обсуждения

Последние задачи

На стороне $BC$ остроугольного треугольника $ABC$ как на диаметре построена полуокружность, пересекающая $AD$ в точке $M$, $AD=90$, $MD=69$, $H$ - точка пересечения высот треугольника $ABC$. Найдите $AH$.

В треугольнике $ABC$ биссектриса угла $A$ делит высоту, проведенную из вершины $B$, в отношении $13:12$, считая от точки $B$. Найдите радиус окружности, описанной около треугольника $ABC$, если $BC=20$.

В треугольнике $ABC$ известны длины сторон $AB=60$, $AC=80$, точка $O$-центр окружности, описанной около треугольника $ABC$. Прямая $BD$, перпендикулярная прямой $AO$, пересекает $AC$ в точке $D$. Найдите $CD$.

Задание 9. На VT-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального одноатомного газа, где V — объём газа, Т — его абсолютная температура. Работа, совершённая над газом в этом процессе, равна 50 кДж. Какое количество теплоты отдал газ в окружающую среду?

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты Q, отданное окружающей среде, равно:

Читайте также: