В изохорном процессе идеальный одноатомный газ отдает некоторое количество теплоты. Определите, как при этом изменяются следующие физические величины: давление газа и температура газа.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Давление газа
Температура газа
В изохорном процессе объем газа постоянен, а значит газ не совершает работу. Если газ отдает некоторое количество теплоты, то его внутренняя энергия и температура уменьшается. Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона, уменьшение температуры приведет к уменьшению давления.
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшим положительным значением работы газа и наибольшим положительным значением работы внешних сил?
Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
НОМЕРА ПРОЦЕССОВ
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
На диаграмме работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу. При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из рисунка ясно, что это процесс 1). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 4).
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшим положительным значением работы газа и наибольшим положительным значением работы внешних сил?
Установите соответствие между такими, процессами и номерами процессов на диаграмме.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
НОМЕРА ПРОЦЕССОВ
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
На диаграмме работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу. При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из рисунка ясно, что это процесс 3). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 2).
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшим положительным значением работы газа и работы внешних сил?
Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
НОМЕРА ПРОЦЕССОВ
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и минимальна
На диаграмме работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу. При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из рисунка ясно, что это процесс 3). Минимальную же положительную работу внешние силы совершают при сжатии, когда площадь под графиком минимальна (это процесс 1).
В задании 12 №4611, 4576, 4506 формулировка вопроса и варианты ответов одинаковые, графики идентичные (отличаются только номерами процессов), но почему везде разные ответы, какой все же верный?
За невнимательность — два.
4611: Б) Работа внешних сил положительна и минимальна
4576: Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
4506: номера на графике расставлены в другом порядке, чем в задачах 4611 и 4576
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наибольшими положительными значениями работы газа и работы внешних сил?
Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
НОМЕРА ПРОЦЕССОВ
А) Работа газа положительна и максимальна
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
На диаграмме работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу. При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с максимальной положительной работой газа соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком максимальна (из рисунка ясно, что это процесс 2). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 4).
На рисунке показан график зависимости модуля среднеквадратичной скорости Vср.кв. атомов одноатомного идеального газа от объёма V газа в некотором процессе 1→2. Количество атомов газа в течение этого процесса не изменяется.
На основании анализа представленного графика выберите все верные утверждения.
1) В процессе 1→2 газ совершает положительную работу.
2) В процессе 1→2 внутренняя энергия газа уменьшается.
3) В процессе 1→2 давление p газа возрастает прямо пропорционально объёму V газа.
4) В процессе 1→2 газ отдаёт некоторое количество теплоты окружающим телам.
5) Процесс 1→2 является изобарическим.
1) В процессе 1→2 объем газа увеличивается, значит, газ совершает положительную работу. Утверждение 1 — верно.
2) Среднеквадратичная скорость газа в процессе увеличивается, значит, увеличивается и внутренняя энергия. Утверждение 2 — неверно.
3) Среднеквадратичная скорость связана с давлением как
В изображенном процессе среднеквадратичная скорость возрастает прямо пропорционально объему газа, значит, давление газа будет также возрастать прямо пропорционально объему газа. Утверждение 3 — верно.
4) В процессе 1→2 внутренняя энергия газа увеличивается и газ совершает положительную работу. Согласно первому началу термодинамики к газу подводится некоторое количество теплоты. Утверждение 4 — неверно.
5) Давление газа увеличивается, процесс не является изобарическим. Утверждение 5 — неверно.
На VT-диаграмме изображён циклический процесс.
Выберите все верные утверждения.
1) На участке 1–2 внутренняя энергия газа увеличивается.
2) На участке 2–3 газ совершает положительную работу.
3) На участке 3–4 давление газа увеличивается.
4) На участке 2–3 газу сообщили некоторое количество теплоты.
5) Внутренняя энергия газа в состоянии 1 больше, чем внутренняя энергия
газа в состоянии 3.
На участке 1−2 происходит изотермическое расширение газа, а значит, внутренняя энергия газа не изменяется (утверждение 1 не верно).
На участке 2−3 газ изохорически нагревается, а значит, не совершает никакой работы (утверждение 2 неверно).
Раз газ нагревается, и при этом над ним не совершается работы, значит, к нему подводят тепло (утверждение 4 верно).
На участке 3−4 газ изотермически сжимается, а значит, его давление возрастет (утверждение 3 верно).
Так как на участке 2−3 происходит увеличение внутренней энергии газа, а на участке 1−2 не происходит изменения внутренней энергии, то внутренняя энергия в состоянии 3 больше, чем в состоянии 1 (утверждение 5 не верно).
В двух закрытых сосудах одинакового объёма (1 литр) нагревают два различных газа — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.
Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.
1) Количество вещества первого газа больше, чем количество вещества второго газа.
2) Так как по условию эксперимента газы имеют одинаковые объёмы, а в момент времени t = 40 мин они имеют и одинаковые давления, то температуры этих газов в этот момент времени также одинаковы.
3) В момент времени t = 40 мин температура газа 1 меньше температуры газа 2.
4) В процессе проводимого эксперимента не происходит изменения внутренней энергии газов.
5) В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.
1) Верно. Согласно уравнению Клапейрона-Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением
Найдем чему равно отношение количества вещества первого газа к количеству вещества второго. Рассмотрим при этом момент времени при этом по условию
Значит количество вещества первого газа больше чем второго.
2) Неверно. Отношение температур газов при t=40 мин:
Это значит, что в момент времени t = 40 мин температура газа 1 меньше температуры газа 2.
3) Верно. Следует из предыдущих рассуждений.
4) Неверно. Температура обоих газов увеличивается. Следовательно, внутренняя энергия увеличивается.
5) Верно. Объем обоих газов не меняется. Значит, работа не совершается.
В двух закрытых сосудах одинакового объёма (1 литр) нагревают два различных газа — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.
Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.
1) Количество вещества первого газа меньше, чем количество вещества второго газа.
2) Так как по условию эксперимента газы имеют одинаковые объёмы, а в момент времени t = 40 мин они имеют и одинаковые давления, то температуры этих газов в этот момент времени также одинаковы.
3) В момент времени t = 40 мин температура газа 1 больше температуры газа 2.
4) В процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия обоих газов увеличивается.
5) В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.
1) Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона Рассмотрим начальный момент времени. По условию объёмы и температуры газов одинаковы, а поскольку то
2) В изохорном процессе выполняется закон Шарля: И, значит,
3) Из п. 2 заключаем:
4) Внутренняя энергия одного моля идеального газа зависит только от температуры. При нагревании она увеличивается.
5) Так как по условию оба газа находятся в закрытых сосудах, то в процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.
Аналоги к заданию № 7637: 8092 7679 Все
В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, изображенный на рисунке 1. Этот циклический процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя ни газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие физические величины: передаваемое газу от нагревателя количество теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой машины?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за цикл
Б) совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
Совершаемой за цикл тепловой машиной механической работе на диаграмме соответствует площадь цикла. Из диаграмм видно, что площадь обоих циклов одинаковая: Следовательно, совершаемая машиной механическая работа за цикл не изменяется (Б — 3).
Определить, что произойдёт с передаваемым газу от нагревателя количеством теплоты за цикл, немного сложнее. Подробно разберём оба цикла. На участках 1-2-3 объём газа увеличивается, его температура тоже увеличивается. Следовательно, по первому началу термодинамики, на этих участках тепло передаётся газу от нагревателя. На участках 3-4-1 температура и объём газа уменьшаются, а значит, тепло отводится от системы. Определим, сколько тепла передается газу на участках 1-2-3 (для этого потребуются первое начало термодинамики и уравнение Клапейрона — Менделеева). Для первого цикла:
Таким образом, передаваемое газу от нагревателя тепло за цикл увеличивается (А — 1).
Наконец, КПД тепловой машины связано с работой за цикл и передаваемым газу теплом от нагревателя соотношением Поскольку в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД тепловой машины уменьшается (В — 2).
Тот же самый вопрос про Q2
При подсчете переданного газу количества теплоты необходимо сложить проделанную газом работу и изменение его внутренней энергии. Работа равна площади под процессом 1-2-3, как именно газ отдавал тепло на участке 3-4-1 не важно. От этого будет зависеть только полезна работа и отданное тепло.
Здравствуйте! Работа вроде считается по площади под фигурой, а КПД по площади фигуры? Если так, то получается, что работа увеличилась,а КПД не изменилось.
Совсем не так. Полезная работа за цикл — это площадь фигуры. КПД — это отношение полезной работы к переданному теплу. Для поиска КПД помимо подсчета площади нужно еще разобраться с тем, сколько тепла было подведено к системе. Это достаточно подробно описано в решении. Постарайтесь разобраться.
Добрый день. В последнем абзаце написано, что работа газа не меняется. А при вычислении передаваемого газу количества теплоты в формуле написано, что работа газа в первом цикле 4pV, а во втором 6pV. В чем я ошибаюсь, не могу понять.
Это работы на участке 2-3. За весь цикл работы одинаковы:
В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, изображенный на рисунке 1. Этот циклический процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя ни газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие физические величины: передаваемое газу от нагревателя количество теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой машины?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) Передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за цикл
Б) Совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
Совершаемой за цикл тепловой машиной механической работе на диаграмме соответствует площадь цикла. Из диаграмм видно, что площадь обоих циклов одинаковая: Следовательно, совершаемая машиной механическая работа за цикл не изменяется (Б — 3).
Определить, что произойдет с передаваемым газу от нагревателя количеством теплоты за цикл, немного сложнее. Подробно разберем оба цикла. На участках 1-2-3 объем газа увеличивается, его температура тоже увеличивается. Следовательно, по первому началу термодинамики, на этих участках тепло передается газу от нагревателя. На участках 3-4-1 температура и объем газа уменьшаются, а значит, тепло отводится от системы. Определим, сколько тепла передается газу на участках 1-2-3 (для этого потребуются первое начало термодинамики и уравнение Клапейрона — Менделеева). Для первого цикла:
Таким образом, передаваемое газу от нагревателя тепло за цикл уменьшается (А — 2).
Наконец, КПД тепловой машины связано с работой за цикл и передаваемым газу теплом от нагревателя соотношением Поскольку в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты уменьшается, заключаем, что КПД тепловой машины увеличивается (В — 1).
Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре и давлении расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику количество теплоты ?
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил. По условию газ отдавал холодильнику тепло, поэтому можно записать: Для идеального одноатомного газа изменение внутренней энергии определяется только изменением его температуры:
Согласно условию, процесс идёт таким образом, что давление изменяется обратно пропорционально квадрату объёма, то есть можно записать где — некоторая постоянная (константа выбрана таким образом для удобства дальнейшего изложения). Обращая данное равенство получаем, что
Идеальный газ подчиняется уравнению Клапейрона — Менделеева:
Записав последнее выражение для начального и конечного состояний, после чего поделив одно на другое, получаем выражение для конечной температуры
Таким образом, работа, которую совершил газ при расширении, равна
Один моль одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, изображённый на рисунке 1. Как изменятся следующие физические величины, если заменить исходный циклический процесс на процесс, изображённый на рисунке 2: количество теплоты, полученное газом от нагревателя; работа газа за один цикл; КПД цикла?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
A) Количество теплоты, полученное газом от нагревателя
Б) Работа газа за один цикл
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Работе газа за один цикл на диаграмме соответствует площадь цикла. Как легко видеть, оба цикла имеют одинаковую площадь, а значит, работа не изменяется (Б — 3). Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил: Тепло передается газу на левых и верхних участках циклов, на правых и нижних участках цикла тепло от газа отнимается. Для первого цикла, переданное газу тепло равно
Для второго цикла данная величина равна
Таким образом, передаваемое газу тепло увеличивается (А — 1).
Наконец, КПД цикла можно найти по формуле: Поскольку работа за цикл не изменяется, а затрачиваемое количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД уменьшается (В — 2).
работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу. При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают положительную работу.
при этом по условию 
то 
И, значит, 
Следовательно, совершаемая машиной механическая работа за цикл не изменяется (Б — 3).
Поскольку в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД тепловой машины уменьшается (В — 2).
Следовательно, совершаемая машиной механическая работа за цикл не изменяется (Б — 3).
Поскольку в результате изменения цикла работа газа не изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты уменьшается, заключаем, что КПД тепловой машины увеличивается (В — 1).
и давлении 
расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа 
Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику количество теплоты 
?
Для идеального одноатомного газа изменение внутренней энергии определяется только изменением его температуры: 
где 
— некоторая постоянная (константа выбрана таким образом для удобства дальнейшего изложения). Обращая данное равенство получаем, что 
Тепло передается газу на левых и верхних участках циклов, на правых и нижних участках цикла тепло от газа отнимается. Для первого цикла, переданное газу тепло равно
Поскольку работа за цикл не изменяется, а затрачиваемое количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД уменьшается (В — 2).