02 Термодинамика
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме внутренняя энергия воздуха в шаре и его объём? Теплопроводностью оболочки шара пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
По первому началу термодинамики:
где – количество теплоты, полученное газом,
– изменение внутренней энергии,
– работа газа.
Так как теплопроводностью оболочки шара пренебречь, то шар не получает количество теплоты от окружающего воздуха
, тогда
Давление окружающего воздуха при увеличении высоты подъёма шара уменьшается. Давление газа в шаре будет стремиться
уравновесить давление окружающего воздуха и шар начнет расширяться, объём воздуха увеличится и газ совершит положительную
работу , тогда внутренняя энергия воздуха:
то есть внутренняя энергия воздуха уменьшится.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одноатомный идеальный газ в количестве 0,04 моль, находящийся в сосуде под подвижным поршнем, изотермически расширяется при температуре 450 К. Масса газа в сосуде остаётся неизменной. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
где — количество вещества газа,
— универсальная газовая постоянная,
— температура.
В нашем случае:
Б) Внутренняя энергия газа:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На графиках А и Б приведены диаграммы и
для процессов 1-2 и 3-4, проводимых с 1 моль неона. На диаграммах
– давление,
– объём и
– абсолютная температура газа.
Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Источники:
А) На графике зависимость , где
– некоторый коэффициент.
Из уравнения Менделеева-Клапейрона:
Значит
так как объём увеличивается, то температура увеличивается, значит, внутренняя энергия газа увеличивается. По первому
закону термодинамики
где – работа газа,
– изменение внутренней энергии.
Так как объём увеличивается, то , значит, газ получает положительное количество теплоты.
Б) По первому закону термодинамики
так как объём уменьшается , так как температура уменьшается, то
, значит,
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Установите соответствие между процессами, в которых участвует 1 моль одноатомного идеального газа, и физическими величинами
( – изменение внутренней энергии;
– работа газа), которые их характеризуют
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Внутренняя энергия газа:
где — количество вещества газа,
— универсальная газовая постоянная,
— температура.
При этом . Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
где — количество вещества газа,
— универсальная газовая постоянная,
— температура.
А) Температура уменьшается, значит, . При этом из графика
.
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Так как объём постоянен, то . А) – 1.
Б) По графику . Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Так как объём увеличивается, то ,
,
. Б) – 2.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру нагревателя тепловой машины повысили, оставив температуру
холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД
тепловой машины и количество теплоты, переданное газу от нагревателя? Для каждой величины определите соответствующий
характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
А) КПД находится по формуле:
где и
– температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру нагревателя повысили, а холодильника не изменили, то КПД увеличился.
Б) С другой стороны КПД равен:
Так как количество теплоты, отданное холодильником за цикл не изменилось, а КПД увеличился, то увеличилось и количество теплоты, переданное газу от нагревателя
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одноатомный идеальный газ в количестве моль помещают в открытый сверху сосуд под лёгкий подвижный поршень и
начинают нагревать. Начальный объём газа
, давление
. Масса газа в сосуде остаётся неизменной. Трением между
поршнем и стенками сосуда пренебречь.
– универсальная газовая постоянная.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими газ, и формулами, выражающими их
зависимость от абсолютной температуры газа в условиях данной задачи.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источники:
А) внутренняя энергия газа U(T) –
Б) объём газа V(T) – выразим из уравнения состояния газа
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одноатомный идеальный газ в количестве моль помещают в герметично закрытый сосуд объёма
и начинают
нагревать. Начальное давление газа
. Масса газа в сосуде остаётся неизменной.
– универсальная газовая
постоянная.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими газ, и формулами, выражающими их
зависимость от абсолютной температуры газа в условиях данной задачи.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источники:
А) давление газа p(V) – выразим из уравнения состояния газа
Б) внутренняя энергия газа U(T) –
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Температуру холодильника тепловой машины, работающей по циклу Карно, понизили, оставив температуру нагревателя прежней.
Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и
работа газа за цикл?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
А) КПД находится по формуле:
где и
– температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру холодильника понизили, то КПД увеличился.
Б) С другой стороны КПД равен:
Так как количество теплоты, полученное газом от нагревателя, не изменилось, то работа газа увеличилась.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Температуру холодильника тепловой машины, работающей по циклу Карно, повысили, оставив температуру нагревателя
прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД
тепловой машины и количество теплоты, отданное холодильнику за цикл?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
А) КПД находится по формуле:
где и
– температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру холодильника повысили, то КПД уменьшился.
Б) С другой стороны КПД равен:
Так как количество теплоты, полученное газом от нагревателя, не изменилось, то количество теплоты, отданное газом, увеличилось.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В цилиндре под поршнем находится идеальный одноатомный газ. Формулы А и Б позволяют рассчитать значения
физических величин, характеризующих состояние газа. Обозначения: – давление;
– абсолютная температура;
–
число атомов газа;
– постоянная Больцмана,
– объём газа.
Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим
формулам.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источники:
А)
Поработаем с формулой давления:
где - концентрация молекул,
- температура газа.
Распишем концентрацию и подставим в формулу давления:
Выразим температуру:
Б)
Внутренняя энергия газа равна:
из предыдущего пункта
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В цилиндре под поршнем находится идеальный одноатомный газ. Формулы А и Б позволяют рассчитать значения
физических величин, характеризующих состояние газа. Обозначения: – давление;
– абсолютная температура;
–
число атомов газа;
– постоянная Больцмана.
Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим
формулам.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источники:
А)
Поработаем с формулой давления:
где - концентрация молекул,
- температура газа.
Распишем концентрацию и подставим в формулу давления:
Внутренняя энергия газа равна:
из предыдущих строк
Б)
Поработаем с формулой давления:
где - концентрация молекул,
- температура газа.
Выразим концентрацию
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Температуру нагревателя тепловой машины Карно уменьшили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты,
отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и количество теплоты,
полученное газом за цикл от нагревателя?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
А) КПД находится по формуле:
где и
– температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру нагревателя понизили, то КПД уменьшился
Б) С другой стороны КПД равен:
Так как количество теплоты, отданное газом холодильнику, не изменилось, то количество теплоты, принятое газом, уменьшилось.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Температуру нагревателя тепловой машины Карно увеличили, оставив температуру холодильника прежней. Количество
теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и
количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
А) КПД находится по формуле:
где и
– температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру нагревателя увеличили, то КПД увеличился.
Б) С другой стороны КПД равен:
Так как количество теплоты, отданное газом холодильнику, не изменилось, то количество теплоты, принятое газом, увеличилось.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный неоном и соединённый с
манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление неона в нём постоянным. Как изменяются при этом
внутренняя энергия и плотность неона в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
Т.к. это изобарный процесс, то из уравнения Менделеева-Клайперона следует, что при увеличении объёма, температура газа также
увеличивается.
Внутренняя энергия раза
Поэтому при увеличении температуры внутренняя энергия газа также увеличивается.
Плотность газа вычисляется по формуле
Т.к. количество вещества не изменяется, то при увеличении объёма плотность газа уменьшается.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа ( – внутренняя энергия газа;
–
давление газа). Как изменяются в ходе этого процесса абсолютная температура и объём газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
Внутренняя энергия одноатомного газа вычисляется по формуле
То есть, во сколько раз увеличилась внутренняя энергия, во столько раз увеличилась температура. То есть,
.
Запишем уравнение Мендлеева-Клайперона
Тогда т.к. , то объём не изменится.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3, график которого изображён на рисунке в координатах ,
где
– объём газа,
– абсолютная температура газа. Как изменяются концентрация молекул газа
в ходе процесса 1–2 и
давление газа
в ходе процесса 2–3? Масса газа остаётся постоянной.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источники:
Концентрация вычисляется по формуле
Т.к. число молекул в процессе постоянно и объём газа постоянен, то концентрация постоянна на процессе 1-2.
Т.к. процесс 2-3 , то это изобарный процесс.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С постоянным количеством газа провели процесс
, в течение которого вычисляли
внутреннюю энергию
газа и измеряли работу
, совершенную газом от момента начала процесса.
- диаграмма процесса
приведена на рисунке.
Установите соответствие между названием процесса и участком на диаграмме, на котором он представлен.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные
цифры под соответствующими буквами.
Источники:
По первому закону термодинамики
где – работа газа,
– изменение внутренней энергии.
А) В процессе адиабатного сжатия ,
,
. Под данное описание подходит
(3).
А) В процессе адиабатного расширения ,
,
. Под данное описание подходит
(1).
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе
работа газа положительна и максимальна по величине, а в каком процессе работа внешних сил положительна и минимальна по
величине?
Установите соответствие между характеристиками процессов и номерами процессов на диаграмме.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные
цифры под соответствующими буквами.
Источники:
Работа газа положительна, когда объём увеличивается (процессы 3 и 4), работа внешних сил положительна, когда
объём уменьшается (процессы 1 и 2). При этом модуль работы пропорционален площади под графиком .
А) Оценим площади под графиками процессами 3 и 4, под процессом 4 площадь максимальна, значит и работа.
Ответ под номером 4.
Б) Оценим площади под графиками процессами 1 и 2, под процессом 1 площадь минимальная, значит и работа.
Ответ под номером 1.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе
работа газа положительна и максимальна по величине, а в каком процессе работа внешних сил положительна и минимальна по
величине?
Установите соответствие между характеристиками процессов и номерами процессов на диаграмме.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные
цифры под соответствующими буквами.
Источники:
Работа газа положительна, когда объём увеличивается (процессы 3 и 4), работа внешних сил положительна, когда
объём уменьшается (процессы 1 и 2). При этом модуль работы пропорционален площади под графиком .
А) Работа газа положительна и минимальна у процесса 3.
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна у процесса 2.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе
работа газа положительна и минимальна по величине, а в каком - работа внешних сил положительна и максимальна по
величине?
Установите соответствие между характеристиками процессов и номерами процессов на диаграмме.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные
цифры под соответствующими буквами.
Источники:
Работа газа положительна, когда объём увеличивается (процессы 1 и 2), работа внешних сил положительна, когда
объём уменьшается (процессы 3 и 4). При этом модуль работы пропорционален площади под графиком .
А) Работа газа положительна и минимальна у процесса 2.
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна у процесса 3.