Тема . №21 Качественная задача

.02 Молекулярная физика. Термодинамика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#100820

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1− 2 − 3 − 4 − 1,  график которого изображён на рисунке в координатах P − T,  где P  – давление газа, T  – абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните работу газа в процессе 1–2 и модуль работы внешних сил в процессе 3–4. Постройте график цикла в координатах  P − V,  где P  – давление газа, V  – объём газа.

PIC

Показать ответ и решение

Для начала построим график циклического процесса в координатах p − V  . Для этого проанализируем процессы. Процесс 1-2 давление постоянно, по закону Гей-Люссака V ∼ T  , при этом температура увеличивается в 4 раза, значит, объём также увеличивается в 4 раза (V2 =4V1 =4V0  ). В координатах p− V  горизонтальный отрезок.
Процесс 2-3 изотермический по закону Бойля-Мариотта pV = const  , значит, при увеличении давления в 2 раза объём уменьшится в 2 раза. В координатах p− V  – гипербола.
Процесс 3-4 изобарный по закону Гей-Люссака V ∼ T  , при этом так как уменьшается температура в 2 раза, то и объём уменьшается в 2 раза В координатах p− V  горизонтальный отрезок.
Процесс 4-1. Для его анализа воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона:

pV = νRT,

где ν  – количество вещества.
Так как количество газа постоянно, то

pV-= νR =const.
T

В процессе 4-1 p =αT  , где α  – некоторый коэффициент.
Подставим в предыдущее уравнение:

VαT
-T-- =V α= const.

То есть объём в этом процессе постоянен.
Изобразим циклический процесс в координатах p− V  :

PIC

Работу газа можно найти как площадь под графиком. Для процесса 1-2 она равна:

A12 > p0(4V0 − V0)= 3p0V0

А для процесса 3-4

|A34|= 2p0(2V0 − V0)= 2p0V0

То есть

A12 > |A34|
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!