Термодинамика —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14066

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру холодильника тепловой машины повысили, 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.

|-------------|----------| |К ПД тепловой |Работа газа | машины | за цикл | |-------------|----------| --------------------------

Источники: Демоверсия 2018

Показать ответ и решение

А) КПД находится по формуле:

TX η = 1 − TH,

где $TX$ и $TH$ – температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру холодильника повысили, а нагревателя не изменили, то КПД уменьшился.
Б) С другой стороны КПД равен:

A- η = Q

Так как количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось, то работа газа уменьшилась

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#14067

Температуру холодильника тепловой машины 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 её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------|----------| |К ПД тепловой |Работа газа |---машины----|--за цикл-| | | | --------------------------

Источники: Демоверсия 2020

Показать ответ и решение

А) КПД находится по формуле:

TX η = 1 − TH,

где $TX$ и $TH$ – температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру холодильника понизили, а нагревателя не изменили, то КПД увеличился.
Б) С другой стороны КПД равен:

A- η = Q

Так как количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось, то работа газа увеличилась.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#14068

Температура нагревателя идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна $T1$ , а коэффициент полезного действия этого двигателя равен $η$ . За цикл рабочее тело двигателя получает от нагревателя количество теплоты $Q1$ . 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.

Ф ИЗИЧ ЕСК АЯ ВЕЛ ИЧИ НА Ф ОРМ УЛА T1 А) количество теплоты, отдаваемое рабочим 1)1−-η телом двигателя за цикл 2)T1(1− η) Б) температура холодильника 3)Q (1− η) 1 4)Q1η

Источники: Демоверсия 2021

Показать ответ и решение

А) КПД равно

Q2 η = 1− Q1-

Откуда искомая величина

Q2 =Q1 (1 − η)

Б) КПД равно

η = 1− T2 T1

Откуда искомая величина

T2 =T1(1− η)

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#14069

Температуру нагревателя тепловой машины Карно понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл? 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.

|-------------|----------| |К ПД тепловой |Работа газа |---машины----|--за цикл-| | | | --------------------------

Источники: Досрочная волна 2020

Показать ответ и решение

А) КПД находится по формуле:

TX η = 1 − TH,

где $TX$ и $TH$ – температуры холодильника и нагревателя соответственно.
Так как температуру нагревателя понизили, то КПД уменьшился Б) С другой стороны КПД равен:

η = A-=---A-- = A-+Qx-−-Qx-= 1− --Qx-- Q A + Qx A + Qx A + Qx

Так как количество теплоты, отданное газом холодильнику, не изменилось, то работа газа уменьшилась .

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#14070

На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль гелия. Графики построены в координатах V–T и p–T, где p – давление, V – объём и T – 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

1) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
2) Газ отдает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия уменьшается.
3) Газ получает положительное количество теплоты и совершает положительную работу.
4) Над газом совершают положительную работу, при этом он отдает положительное количество теплоты, а его внутренняя энергия не изменяется.

Источники: Основная волна 2020

Показать ответ и решение

А) Температура постоянна, следовательно, внутренняя энергия не изменяется. Объем уменьшается, газ совершает отрицательную работу, газ отдает количество теплоты. (4)
Б) Температура уменьшается, внутренняя энергия уменьшается, давление постоянно, следовательно, объем уменьшается из закона Шарля, следовательно, внутренняя энергия газа уменьшается и газ отдает положительное количество теплоты. (2)

Ответ: 42

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#14071

Температуру холодильника идеальной тепловой машины уменьшили, 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 газом за цикл холодильнику?
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.

|--------------------|--------------------------------| |К ПД тепловой машины | Количество теплоты, отданное газом| | | холодильнику за цикл работы | |--------------------|--------------------------------| -------------------------------------------------------

Показать ответ и решение

КПД тепловой машины — 1
1)КПД цикла Карно:

T η = 1− Tх, н

где $T х$ — температура холодильника, $T н$ — температура нагревателя.
При уменьшении температуры холодильника КПД увеличивается.

Количество теплоты, отданное газом — 2
2) КПД также можно найти по формуле:

η =1 − Qх, Qн

где $Q х$ – количество теплоты, отданное газом, $Q н$ – количество теплоты, полученное газом от нагревателя.
Так как КПД увеличился и количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось, то количество теплоты, отданное газом — уменьшилось.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#14072

Температуру холодильника идеальной тепловой машины уменьшили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, и работа газа за цикл?
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.

|--------------------------------|-----------------| | Количество теплоты, отданное газом|Р абота газа за цикл | холодильнику за цикл работы | | |--------------------------------|-----------------| ----------------------------------------------------

Показать ответ и решение

Количество теплоты, отданное газом — 2
1)КПД цикла Карно:

Q η =1 − Qх, н

где $Q х$ — количество теплоты, переданное холодильнику, $Q н$ — количество теплоты, полученное от нагревателя.
Так как КПД увеличился и количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось, то количество теплоты, отданное газом — уменьшилось.

Работа газа за цикл — 1
2) Работу, совершенную газом за цикл, можно найти по формуле:

A ц = Qн− Q х

Так как количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось, а количество теплоты, переданное холодильнику, уменьшилось, то работа газа за цикл увеличилась.

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#14073

Некоторая масса идеального газа переведена из состояния 2 в состояние 1. Как изменялся объем газа и его внутренняя энергия в этом процессе?

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.

|----------|------------------| |Объем-газа-|Внутренняя энергия| ------------------------------|

Показать ответ и решение

Объем газа — 2
1) Проведем две изохоры через точку 1 и 2. Чем положение изохоры на графике в $pT$ — координатах ниже, тем больше объем газа. Значит, объем в процессе 2-1 увеличился.

Внутренняя энергия — 2
2) Внутренняя энергия газа находится по формуле:

3 U = 2νRT,

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура газа.
Так как температура газа в процессе 2-1 уменьшилась, то и внутренняя энергия также уменьшилась.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#14074

Как изменяется внутренняя энергия идеального газа и его давление при его изотермическом расширении?
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.

|-----------------|---------| |Внутренняя энергия|Д-авление-| -----------------------------

Показать ответ и решение

Внутренняя энергия — 3
1) Изменение внутренней энергии равно:

3 ΔU = 2νR ΔT,

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $ΔT$ — изменение температуры газа.
Так как процесс изотермический, то $ΔT = 0$ , то есть $ΔU = 0$ .

Давление — 2
2)Так как процесс изотермический, то по закону Бойля-Мариотта:

pV = const

Значит, при увеличении объема давление газа уменьшается.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#14075

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 и абсолютная температура 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.

|----------------|--------------| |-Температура-газа-|-Давление газа| --------------------------------|

Показать ответ и решение

Температура — 1
1) Внутренняя энергия одноатомного газа:

3 U = 2νRT,

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура.
Внутренняя энергия газа прямо пропорциональна его температуре $T$ .
Из графика видно, что $U$ увеличивается, следовательно температура $T$ также увеличивается.

Давление — 3
2) Из графика видно, что внутренняя энергия газа зависит от его объема линейно: $U ∼ V$ .
Можно сделать вывод, что так как $U ∼ V$ и $U ∼ T$ , то объем газа прямо пропорционален его температуре: $V ∼ T$ .
Прямая зависимость объема газа от его температуры соответствует изобарному процессу ( $p = const$ ).

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#14076

В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как при охлаждении сосуда с газом изменятся величины: давление газа и внутренняя энергия?
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.

|-------------|-------------------| |Д-авление-газа-|-Внутренняя энергия-| -----------------------------------

Показать ответ и решение

Давление — 2
1) Уравнение состояния газа:

pV = νRT,

где $p$ — давление газа, $V$ — объем, занимаемый газом, $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура.
Выразим отсюда давление:

p = νRT- V

Так как $V = const$ , а температура уменьшается, значит, давление газа уменьшается (изохорный процесс).

Внутренняя энергия — 2
2) Внутренняя энергия газа:

U = iνRT, 2

где $i$ — число степеней свободы.
Температура уменьшается, то есть внутренняя энергия газа также уменьшается.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#14077

В вертикальном цилиндрическом сосуде под подвижным поршнем массой $M$ , способным скользить без трения вдоль стенок сосуда, находится идеальный одноатомный газ. Газу сообщают некоторое количество теплоты. Как в этом процессе изменяются следующие физические величины: внутренняя энергия газа и средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул 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.

|-----------------------|--------------------------------| | Внутренняя энергия газа Средняя кинетическая энергия | | | хаотического движ ения молекул газа | |-----------------------|--------------------------------| ---------------------------------------------------------|

Показать ответ и решение

Внутренняя энергия — 1
1) Так как поршень подвижный, то процесс можно считать изобарным ( $p = const$ ). Запишем первое начало термодинамики для изобарного процесса:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ — изменение внутренней энергии, $A$ — работа газа.
Сообщенное газу количество теплоты в изобарном процессе идет на изменение внутренней энергии и совершение работы.

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа — 1
2) Среднюю кинетическую энергию можно найти по формуле:

Ek = 3kT, 2

где $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — абсолютная температура газа.
Так как температура увеличивается, то $Ek$ также увеличивается.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#14078

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 и абсолютная температура 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.

|О-бъ-ём-газа-|-Температура-газа-| |----------|----------------| -----------------------------

Показать ответ и решение

Объем — 3
1) Из графика видно, что зависимость внутренней энергии газа от его давления прямая: $U ∼ p$ .
Внутренняя энергия одноатомного газа:

U = 3νRT, 2

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ —температура.
Так как $U ∼ p$ и $U ∼ T$ , то давление прямо пропорционально температуре: $T ∼ p$ . Это соответствует изохорному процессу ( $V = const$ ).

Температура – 1
2) Так как внутренняя энергия газа увеличивается, то его температура также увеличивается.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#14079

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 и теплоёмкость 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.

|-Объём-газа-|-Теплоёмкость газа |-----------|----------------| ------------------------------

Показать ответ и решение

Объем — 3
1) Из графика видно, что зависимость внутренней энергии газа от его давления прямая: $U ∼ p$ .
Внутренняя энергия одноатомного газа:

U = 3νRT, 2

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ —температура.
Так как $U ∼ p$ и $U ∼ T$ , то давление прямо пропорционально температуре: $T ∼ p$ . Это соответствует изохорному процессу ( $V = const$ ).

Теплоемкость — 3
2) Теплоёмкость газа равна:

c= Q--, (1) ΔT

где $Q$ — количество теплоты, $ΔT$ — изменение температуры.
Согласно первому началу термодинамики:

Q =A + ΔU,

где $A$ — работа газа.
Так как объем газа не меняется, то работа $A$ равна нулю. Тогда количество теплоты:

3 Q = 2νRΔT (2)

Подставим (2) в (1):

3 νRΔT 3 c= 2-ΔT---= 2 νR

Таким образом, теплоёмкость газа остается постоянной.

Ответ: 33

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#14080

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 абсолютная температура и теплоёмкость 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.

|Температура газа-Теплоемкость-газа-| |---------------|-----------------| -----------------------------------

Показать ответ и решение

Температура газа — 1
1) Температура газа прямо пропорциональна его внутренней энергии:

3 U = 2νRT,

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ —температура.
Так как внутренняя энергия газа увеличивается, то его температура также увеличивается.

Теплоемкость газа — 3
2) Теплоёмкость газа определяется выражением

c= -Q- (1) ΔT

Из графика видно, что зависимость внутренней энергии газа от его объема прямая: $U ∼ V$ .
Внутренняя энергия одноатомного газа прямо пропорциональна его температуре:

3 U = 2 νRT

Так как $U ∼ V$ и $U ∼ T$ , то объем газа прямо пропорционален его температуре: $T ∼V$ . Это соответствует изобарному процессу ( $p= const$ ).
Первое начало термодинамики для изобарного процесса:

Q =A + ΔU,

где $A$ — работа газа.

Q = pΔV + 3νRΔT 2

Исходя из уравнения Менделеева – Клапейрона, преобразуем формулу:

Q = νRΔT + 3νR ΔT 2

5 Q = 2νRΔT (2)

Подставим (2) в (1) :

5 2-νRΔT- 5 c= ΔT = 2 νR

Таким образом, в данном процессе теплоёмкость оставалась постоянной.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#24181

На рисунке показаны pT-диаграммы двух циклических процессов, совершаемых с одним и тем же постоянным количеством идеального газа. Некоторая тепловая машина сначала осуществляет цикл 1-2-3-4-1, а затем - цикл 5-6-7-8-5.

Используя рисунок, определите, как изменятся указанные в таблице физические величины при переходе тепловой машины от функционирования по циклу 1-2-3-4-1 к функционированию по циклу 5-6-7-8-5.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

|-----------------------------|---------------------------| |Работа, соверш ённая газом за весь Модуль работы газа в процесс& |------циклический-процесс------|------изобарного сжатия-----| | | | -----------------------------------------------------------

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

Показать ответ и решение

Для процессов, проходящих через начало координат имеем зависимость:

p= αT,

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

pV =νRT

где $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ —температура.
Тогда

pV-= νR = const T

Или

αT ⋅V-= const⇒ V = const, T

То есть в процессах 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 объём постоянен.

Тогда на графике, оба цикла состоят из двух изобар и двух изохор.

Используя уравнение Менделеева – Клапейрона, изобразим эти процессы на pV-диаграмме:

Работа за цикл равна площади прямоугольника и она не изменяется. Изобарное сжатие это процессы 4-1 и 8-5, при этом модули работы равны:

A4−1 = 2p0(4V0 − V0)= 6p0V0

A8−5 = p0(3V0− 2V0)= p0V0

То есть модуль работы уменьшится.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#26305

В ходе адиабатного процесса внутренняя энергия идеального газа уменьшается. Как изменяются в этом процессе объём газа и его температура? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

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

|----------|----------------| |О-бъ-ём-газа-|Температура газа| ----------------------------|

Показать ответ и решение

Запишем первое начало термодинамики:

Q = A+ ΔU

где $Q$ – количество теплоты, $A$ — работа газа, $ΔU$ — изменение внутренней энергии газа.
При адиабатном процессе $Q =0$ , тогда

A = −ΔU

Изменение его внутренней энергии равны:

3m ΔU = 2-μRΔT

где $p$ — давление газа под поршнем, $ΔV$ — изменение объема газа, $m$ – масса газа, $μ$ — молярная масса газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $ΔT$ — изменение температуры газа.
Тогда при уменьшении внутренней энергии уменьшается температура, но увеличивается объём, так как работа газа пропорциональная изменению объёма

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#60870

На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшими положительными значениями работ газа и работы внешних сил? Установите соответствие между такими процессами 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.

ПРО ЦЕСС Ы Ф ИЗИ ЧЕС КИЕ ВЕ ЛИЧ ИНЫ А) работа газа положительна 1)1 и миним альна 2)2 Б) работа внешних сил 3)3 полож ительна и миним альна 4)4

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

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 $p− V$ .

А) Изобразим площади под графиками процессами 3 и 4

То есть ответ 3

Б) Изобразим площади под графиками процессами 1 и 2

То есть ответ 1

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#64221

Идеальный одноатомный газ изобарно расширяется, переходя из состояния 1 в состояние 2. Чему равны изменение его внутренней энергии и полученное им количество теплоты в этом процессе?

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

ФИ ЗИЧ ЕСК АЯ ВЕЛ ИЧИ НА ФО РМ УЛА А) изм енение внутренней энергии при переходе 1)p0(V2− V1) из состояния 1 в состояние 2 2)1p0(V2− V1) 2 Б) количество теплоты, полученное при переходе 3)3p0(V2− V1) 2 5 из состояния 1 в состояние 2 4)2p0(V2− V1)

Показать ответ и решение

Изменение внутренней энергии равно:

3 ΔU = 2νR ΔT,

где $ν$ – количество вещества.
По уравнению Менделеева-Клапейрона:

pV = νRT,

для нашего случая

p0(V2− V1)= νRΔT

Тогда

ΔU = 3p0(V2− V1). 2

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

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

A= p0(V2− V1)

Тогда из первого начала термодинамики:

Q = 3p0(V2− V1)+ p0(V2− V1) = 5p0(V2− V1) 2 2

Ответ: 34

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#64382

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.

|------------------------|--------------| |Внутренняя энергия воздуха|О-бъём воздуха ----------------------------------------|

Показать ответ и решение

По первому началу термодинамики:

Q= ΔU +A,

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

Так как теплопроводностью оболочки шара пренебречь, то шар не получает количество теплоты от окружающего воздуха $Q = 0$ , тогда

ΔU = −A.

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 $A > 0$ , тогда внутренняя энергия воздуха:

ΔU = − A< 0,

то есть внутренняя энергия воздуха уменьшится.

Ответ: 21

02 Термодинамика