.02 Термодинамика
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс a-b-c-d-a (начальное и конечное состояния газа совпадают). Дан график зависимости работы, совершенной газом с начала процесса, от количества теплоты, полученного газом с начала процесса. Качественно построить график зависимости давления газа от его объема в этом процессе и объяснить построение. Найти КПД процесса.
Из графика видим, что для первого процесса a-b (начало процесса – в начале координат) выполнено условие
где 
– работа газа, 
– количество теплоты, полученное газом. Такая связь работы и количества теплоты, полученного
одноатомным газом, характерна для изобарического процесса. Докажем это. Пусть 
– изобара, то работа газа
равна:
где 
– количество вещества, 
– давление газа, 
– объём газа, 
– изменение температуры.
Последнее равенство получено с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона:
Количество теплоты в процессе 
можно найти по первому началу термодинамики:
где 
– изменение внутренней энергии.
Изменение внутренней энергии равно:
Откуда:
Значит, наше предположение верно. Поэтому процесс – изобарический, в котором газ получил количество теплоты 
кДж.
В процессе 
, поэтому 
то есть изменение внутренней энергии равно нулю, значит, процесс 
–
изотермический, в котором газ получил количество теплоты 
кДж. На участке 
работа газа, совершенная с начала
процесса, не меняется, следовательно, 
, значит, работа газа равна нулю и процесс 
изохорический, в котором газ
отдает количество теплоты 
кДж. После состояния 
количество теплоты, полученное газом с начала процесса не
меняется, 
, процесс 
– адиабатический, в котором газ совершает работу 
кДж. Таким образом, за цикл газ
совершил положительную работу 
кДж, а получил от нагревателя (участки 
, на которых газ получал тепло)
следующее количество теплоты 
кДж. Поэтому КПД циклического процесса 
равен
Качественный график процесса 
в координатах 
приведен на рисунке, в котором процесс 
–
изобара, 
– изотерма, 
– изохора, 
– адиабата. Поскольку работа и количество теплоты не являются функциями
состояния, и в условии не задано количество вещества газа, определить параметры этого цикла (объемы, давления, температуры) по
данным условия невозможно.
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 3 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: записано соотношение между работой газа и количеством теплоты, записана формула для работы газа, уравнение Менделеева-Клапейрона, первый закон термодинамики, формула изменения внутренней энергии одноатомного идеального газа, формула КПД процесса, построен график процесса); | |
| 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 и | |
| расчёты, приводящие к правильному числовому ответу | |
| (допускается решение «по частям» с промежуточными | |
| вычислениями); | |
| IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения | |
| искомой величины | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 2 |
| физические законы, закономерности, и проведены необходимые | |
| преобразования, но имеется один или несколько из следующих | |
| недостатков | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, | |
| неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены | |
| в скобки, рамку и т.п.). | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях или вычислениях | |
| допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не | |
| доведены до конца. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих | 1 |
| случаев. | |
| Представлены только положения и формулы, выражающие | |
| физические законы, применение которых необходимо для решения | |
| задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, | |
| направленных на решение задачи, и ответа. | |
|
ИЛИ
| |
| В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая | |
| для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), | |
| но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися | |
| формулами, направленные на решение задачи. | |
|
ИЛИ
| |
| В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи | |
| (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена | |
| ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с | |
| имеющимися формулами, 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!
