Задание 11. При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях.
№ состояния |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
p, кПа |
100 |
90 |
75 |
50 |
55 |
75 |
100 |
t, °С |
27 |
27 |
27 |
27 |
57 |
177 |
327 |
Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным.
1) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.
2) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершил положительную работу.
3) В состояниях 1-3 объём газа был одинаковым.
4) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ получил положительное количество теплоты.
5) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза меньше объёма газа в состоянии 1.
Решение.
1) Нет. Внутренняя энергия газа определяется его температурой . Исходя из значений температур состояний 6 и 5, получаем их отношение:
2) Да. Для идеального газа при изотермическом процессе для состояний 2 и 3 можно записать равенство:
откуда
то есть объем газа увеличился, а значит, в соответствии с выражением газ совершил положительную работу.
3) Нет. см. выкладки п. 2. Учитывая изотермический процесс и изменение давления можно заключить, что объем газа менялся.
4) Да. Изохорный процесс – это процесс, протекающий при постоянном объеме (V=const). Значит, работа, совершенная газом (или над газом) равна 0 и в соответствии с первым законом термодинамики:
газ увеличил свою внутреннюю энергию (увеличение температуры) за счет получения некоторого количества теплоты.
5) Нет. Для изотермического процесса состояний 4 и 1 можно записать равенство:
откуда
Объем газа в состоянии 4 увеличился в 2 раза.
Ответ: 24.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: