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#86310

1 моль неона участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах p − ρ  , где p  – давление газа, ρ  – плотность газа. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1-2 и 2-3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

PIC

Показать ответ и решение

1. По первому закону термодинамики

Q = ΔU + A,  (1)

где ΔU  – изменение внутренней энергии, A  – работа газа.
Внутренняя энергия равна

    3
U = 2νRT,  (2)

где ν  – количество газа, T  – температура газа.
Работа газа пропорциональна изменению объёма газа. Плотность газа равна

ρ= m-,  (3)
   V

где m  – масса газа, V  – объём газа.
А давление можно найти по формуле:

p= nkT = N-kT,  (4)
         V

где N  – количество молекул газа.
2. Процесс 1–2.
Плотность постоянна, значит, объём постоянен (формула (3)), давление уменьшается, значит, и температура уменьшается (формула (4)). По формуле (2) ΔU < 0  . Так как объем постоянен, то работа газа равна 0, а из-за уменьшения температуры уменьшается и внутренняя энергия, значит, газ отдает некоторое количество теплоты Q12 <0  .
Процесс 2–3
Давление прямо пропорционально плотности p ∼ ρ  или p∼ m-⇒ p ∼ 1-
   V       V  . Зависимость можно записать в виде p = αm-
     V  . Тогда из формулы (4)

  m-  N-         αm--
α V = V kT ⇒ T = NK  = const.

Температура постоянная, значит, по формуле (2) ΔU = 0  .
При этом объём уменьшается (формула (3)), значит, A <0  и по формуле (1) Q23 < 0.

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: сказано, получает или же отдает газ теплоту в процессах)

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: первый закон термоиднамики, формула внутренней энергии, получены формулы связи между давлением и плотностью, сказано, что работа газа прямопропорциональна изменению объёма)

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!