Тема №8 Термодинамика

03 Первое начало термодинамики

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №8 термодинамика

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#34587Максимум баллов за задание: 1

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. На каком участке цикла изменение внутренней энергии газа равно полученному газом количеству теплоты?

$PIC$

Источники: Демоверсия 2022 | Демидова 2019

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа, $A$ — работа газа.
То есть работа газа должна быть равна нулю, значит, объём постоянен. По уравнению Клапейрона-Менделеева:

pV -T-= νR,

где $V$ – объём газа.
При постоянном давлении имеем:

p-= νR = const⇒ p= const⋅T, T

то есть прямая линия под некоторым наклоном (2)

Ответ: 2

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#39103Максимум баллов за задание: 1

Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе? (Ответ дайте в джоулях.)

Источники: Демоверсия 2023

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа, $A$ — работа газа. Выразим работу газа:

A = Q− ΔU

A = 300 Д ж− (−100 Д ж) =400 Дж

Ответ: 400

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#64218Максимум баллов за задание: 1

На Tp-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Масса газа в ходе процесса не меняется. Внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Определите количество теплоты, отданное газом. Ответ дайте в кДж.

$PIC$

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа, $A$ — работа газа. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

pV = νRT,

где $V$ – объём, $ν$ – количество вещества.
Так как по условию:

T =αp,

где $α$ – некоторый коэффициент.
То

pV = νRαp ⇒ V = ανR =const

То есть объём газа постоянен и работа газа не совершается.
Тогда

Q = ΔU = 30 Дж

Ответ: 30

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#64381Максимум баллов за задание: 1

Газ получил извне количество теплоты, равное 200 Дж, и при этом внешние силы совершили над ним работу, равную 80 Дж. Масса газа не менялась. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа? Ответ дайте в Дж.

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ – количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.

В данном случае работа совершается над газом, значит, работа газа отрицательна.

Выразим изменение внутренней энергии:

ΔU = Q − A= 200 кДж − (− 80 кДж )= 280 кДж

Ответ: 280

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#64803Максимум баллов за задание: 1

На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3 кДж. Насколько в результате этого увеличилась его внутренняя энергия? Ответ дайте в кДж.

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ – количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.
Из графика:

p= αT,

где $α$ – некоторый коэффициент.
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

pV = νRT,

где $V$ – объём, $ν$ – количество вещества.
Отсюда объём

V = νRT-= νRT-= νR--=const, p αT α

то есть объём постоянен, значит, работа газа равна нулю и

ΔU = Q = 3 кД ж

Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#65192Максимум баллов за задание: 1

Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе? Ответ дайте в Дж.

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ – количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.

Тогда газ совершил в этом процессе работу, равную:

A = Q− ΔU = 300 Дж − (− 100 Дж )= 400 Дж

Ответ: 400

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#65303Максимум баллов за задание: 1

В процессе эксперимента внутренняя энергия газа уменьшилась на 20 кДж, при этом в процессе расширения он совершил работу 12 кДж. Какое количество теплоты газ отдал окружающей среде? Ответ дайте в кДж.

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ – количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.
В данном случае

Q = −20кДж + 12кДж = −8кД ж,

то есть газ отдал 8 кДж энергии.

Ответ: 8

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#84064Максимум баллов за задание: 1

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа (V – объём газа, T – его абсолютная температура). На каком из участков процесса (1, 2, 3 или 4) работа газа положительна и равна полученному газом количеству теплоты?

$PIC$

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ – количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.
Работа газа положительна при увеличении объёма (только процесс 4).

Ответ: 4

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#84271Максимум баллов за задание: 1

При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 800 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Ответ укажите в Дж.

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

pV = νRT,

где $V$ – объём, $ν$ – количество вещества.
Изменение внутренней энергии

ΔU = 3νR ΔT. 2

Работа газа в изобарном процессе

A = pΔV = νRΔT.

Тогда

3 ΔU = 2A

При этом работа над газом равна $′ A = −A$ . Тогда

3 3 ΔU = −2A ′ = −2 ⋅800 Дж = −1200 Д ж

Ответ: -1200

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#86102Максимум баллов за задание: 1

В изохорном процессе внутренняя энергия неона увеличилась на 320 Дж Какое количество теплоты было сообщено неону в этом процессе? Ответ дайте в Дж

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа, $A$ — работа газа.
Так как процесс изохорный, то работа газа равна нулю и $Q =320$ Дж

Ответ: 320

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 31#93785Максимум баллов за задание: 1

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. На каком участке цикла работа внешних сил над газом равна отданному газом количеству теплоты?

$PIC$

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Первое начало термодинамики:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа, $A$ — работа газа.
То есть изменение внутренней энергии газа должно быть равно нулю, значит, температура постоянна.
то есть прямая линия под номером 1.

Ответ: 1

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 32#94353Максимум баллов за задание: 1

На TV-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. В ходе этого процесса газ совершил работу, равную 80 кДж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе, если его масса не меняется? Ответ дайте в кДж.

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Первый закон термодинамики:

Q = ΔU + A

Заметим, что процесс 1-2 изотермический, температура не меняется, следовательно изменение внутренней энергии равно 0.
Первый закон термодинамики примет вид

Q = A= 80 кДж.

Ответ: 80

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 33#103093Максимум баллов за задание: 1

Идеальный одноатомный газ участвует в процессе 1-2-3, показанном на рисунке ( $T$ – абсолютная температура газа, $p$ – давление газа). Масса газа в ходе процесса не меняется. В процессе 1-2 газ отдаёт количество теплоты, равное 20 кДж. Какую работу совершают над газом в процессе 1-2 внешние силы? Ответ дайте в кДж.

$PIC$

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

1-2 – изотермическое сжатие, значит, совершается работа над газом, при этом из-за постоянства температуры внутренняя энергия газа не изменяется $(ΔU = 0)$ . Т.е. по первому началу термодинамики:

Q =ΔU + A= A,

где $Q$ – количество теплоты, $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.
Газ отдает количество теплоты, причем все это происходит из-за работы над газом, т.е.

A = 20 кДж

Ответ: 20

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 34#121856Максимум баллов за задание: 1

В процессе эксперимента газ совершил работу, равную 35 кДж. При этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 40 кДж. Количество вещества газа не изменялось. Какое количество теплоты газ отдал окружающей среде? Ответ дайте в кДж.

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

Q = −40кДж + 35кДж = −5кД ж,

то есть газ отдал 5 кДж энергии.

Ответ: 5