.02 Термодинамика
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0,02 м
который может свободно
перемещаться. Под поршнем находится 0,1 моля идеального одноатомного газа при некоторой температуре 
. Над поршнем
находится воздух при нормальном атмосферном давлении. Сначала газу сообщили количество теплоты 3 Дж, потом закрепили
поршень и охладили газ до начальной температуры 
. При этом давление газа под поршнем стало равно атмосферному. Чему
равна температура 
?
Рассматриваемый процесс — изобарный (так как поршень подвижный и количество вещества газа не изменяется).
Запишем первое начало термодинамики для изобарного процесса:
где 
— работа газа, 
— изменение внутренней энергии газа.
Работа газа и изменение его внутренней энергии равны:
где 
— давление газа под поршнем, 
— изменение объема газа, 
— число степеней свободы (для одноатомного газа
), 
— количество вещества газа, 
— универсальная газовая постоянная, 
— изменение температуры
газа.
Подставим (2), (3) в (1):
Для изобарного процесса справедливо равенство: 
.
Тогда уравнение (4) примет вид:
Температура в начальном и конечном состоянии совпадает, а значит, по закону Бойля-Мариотта:
где 
– начальный объём.
Отсюда:
С учетом уравнения Менделеева–Клапейрона:
Находим 
:
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: записан первый закон термодинамики, уравнение Менделеева-Клапейрона. Записаны законы, описывающие изменение параметров в изопроцессах); | |
| II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
| физических величин (за исключением обозначений констант, | |
| указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
| задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
| написании физических законов); | |
| III) представлены необходимые математические преобразования, | |
| приводящие к правильному ответу; | |
| IV) представлен правильный ответ | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
| физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
| направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
| из следующих недостатков. | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
| (возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
| и не зачёркнуты. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях допущены | |
| ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
| логически важные шаги. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
| в записи единиц измерения величины) |
|
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
| Максимальный балл | 2 |
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!
