.02 Молекулярная физика. Термодинамика
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С одним молем идеального однотомного газа проводят циклический равновесный процесс 1-2-3-4-1. На рисунке изображен график
зависимости количества теплоты, полученного газом с начала процесса, от работы, совершенной газом с начала процесса. Используя
законы молекулярной физики и термодинамики, определите как менялось давление и объем в каждом процессе. Изобразите график
этого циклического процесса в координатах 
. Свой ответ и построение обоснуйте, указав, какие физические законы и
закономерности вы использовали.
По первому закону термодинамики
где 
– изменение внутренней энергии, 
– работа газа.
Внутренняя энергия равна
где 
– количество газа, 
– температура газа.
Работа газа пропорциональна изменению объёма газа.
А давление можно найти по формуле Менделеева-Клапейрона:
где 
– объём газа.
Из графика видим, что для процесса 1-2 работа газа равна нулю 
, 
кДж, значит
где 
и 
– давления в состояниях 1 и 2 соответственно, 
– объём газа в процессе 1-2.
Так как 
, то давление увеличивается в изохорном процессе.
В процессе 2-3 
кДж, 
кДж. Для процесса 2-3 выполнено условие
Такая связь работы и количества теплоты, полученного одноатомным газом, характерна для изобарического процесса. Докажем это. Пусть 2-3 – изобара, то работа газа равна:
Последнее равенство получено с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона:
Количество теплоты в процессе 2-3 можно найти по первому началу термодинамики:
Изменение внутренней энергии равно:
Откуда:
Значит, наше предположение верно. Поэтому процесс – изобарический, в котором газ получил количество теплоты 
кДж.
В процессе 3-4 
, 
кДж.
где 
и 
– давления в состояниях 3 и 4 соответственно, 
– объём газа в процессе 3-4.
Так как 
, то давление уменьшается в изохорном процессе.
В процессе 4-1 
кДж, 
кДж. Так как 
, то процесс изобарный с уменьшением
объёма.
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный | 3 |
| ответ (в данном случае: сказано, как менялось давление и объем в каждом процессе, а также построен требуемый график) | |
| и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием | |
| наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: первый закон термодинамики, формула внутренней энергии одноатомного идеального газа, уравнение Менделеева-Клапейрона) | |
| 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
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!
