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#28085

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

p    p         T
T1 = T2⇒ p2 =p1T2,
 1    2         1

пусть p1 = p0  . По графику T1 =T0  , T2 = 4T0  , тогда

p2 = p04T0= 4p0.
      T0

В координатах p− V  вертикальная линия.
Процесс 2-3 изотермический по закону Бойля-Мариотта:

p2V2 = p3V3.

Из графика: V2 = V0  , V3 = 2V0  , тогда

p3 = p2V2 = 4p0= 2p0.
      V3    2

В координатах p− V  – гипербола.
Процесс 3-4 изохорный по закону Шарля:

p3   p4
T3 = T4.

По графику T3 =4T0  , T4 = 2T0  , тогда

p4 = 2p02T0-= p0.
       4T0

В координатах p− V  вертикальная линия.
Процесс 4-1. Для его анализа воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона:

pV = νRT,

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

pV
T--= νR =const.

В процессе 4-3 V = αT  , где α  – некоторый коэффициент.
Подставим в предыдущее уравнение:

pαT--=pα = const.
 T

То есть давление в этом процессе постоянно.
Изобразим циклический процесс в координатах p− V  :

PIC

Работу газа можно найти как площадь под графиком. Для процесса 2-3 справедливо неравенство:

A23 > 2p0(2V0− V0)= 2p0V0

А для процесса 4-1

|A41|= p0(2V0 − V0)= p0V0

То есть

A23 > |A41|
Ответ:

A23 >|A41|

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: график перестроен в координаты P − V  и верно найдено отношение работ)

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: уравнение Менделеева-Клапейрона, либо газовые законы. Формула работы газа как площади под графиком процесса))

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении

2

имеется один или несколько из следующих недостатков.

В объяснении не указано или не используется одно из физических

явлений, свойств, определений или один из законов (формул),

необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение,

лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим

законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ)

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В решении имеется неточность в указании на одно из физических

явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для

полного верного объяснения

Представлено решение, соответствующее одному из следующих

1

случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение,

но в нём не указаны два явления или физических закона,

необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные

на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие

к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на

решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

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!