Тема . №24 МКТ. Термодинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.05 Задания СтатГрада

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №24 мкт. термодинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#115442

В теплоизолированном цилиндре объёмом V = 10  л под поршнем находится 1 моль идеального одноатомного газа – аргона – под давлением p =2 ⋅105  Па. Затем поршень сдвигается, и над газом совершается работа A= 0,4  кДж. Найдите изменение среднеквадратичной скорости теплового движения атомов аргона в данном процессе.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 2

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Менделеева-Клайперона

pV = νRT,  (1)

где ν  - количества вещества;
R  - газовая постоянная.
Внутренняя энергия одноатомного газа вычисляется по формуле

U = 3νRT.
    2

Объединяя (1) и (2), получим

U = 3pV.
    2

Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов одноатомного газа равна

       ∘ ----
vср.кв =  3RT-, (3)
          μ

где mu  - молярная масса вещества.
Объединяя (3) и (1) и учитывая, что ν = 1  , получим

      ∘ 3pV-
vср.кв =   μ  .

Поскольку газ находится в теплоизолированном сосуде, то рассматриваемый процесс можно считать адиабатическим. Согласно первому закону термодинамики

ΔU  = A,

где A  - работа внешних сил.
Тогда

U = U + A = 3pV + A= 3 RT .
 2   1      2        2   2

Тогда средняя кинетическая энергия теплового движения во втором состоянии равна

        ∘-3pV-+-2A
vср.кв.2 =   ---μ---.

Тогда, учитывая, что для аргона μ = 40г/моль

                    ∘ --------  ∘ ----
Δv = vср.кв.2− vср.кв.1 =  3pV +-2A-−  3pV.
                         μ         μ

Подставляя численные значения, получим

     ∘-------5------−3-------  ∘ ------5------−3-
Δv =   3⋅2⋅10-⋅10⋅10−3-+-2⋅400−   3⋅2⋅10-⋅10−⋅310--≈ 25 м/с.
              40⋅10                  40⋅10
Ответ:

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!