Присоединиться

Физика·Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого·11 класс

Гелий в количестве ν = 3 моль изобарно сжимают, совершая работу A₁ =

Условие

Гелий в количестве ν = 3 моль изобарно сжимают, совершая работу A₁ = 2,4 кДж. При этом температура гелия уменьшается в 4 раза: T2=T14T_2 = \frac{T_1}{4} Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения T3=T18T_3 = \frac{T_1}{8} Найдите работу газа А₂ при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остается неизменным. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Менделеева — Клапейрона, первый закон термодинамики, выражения для работы газа при изобарном процессе и для внутренней энергии идеального одноатомного газа); 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) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

600 Дж.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. При изобарном сжатии над гелием совершается работа, модуль которой A1=pΔV,A_1 = |p\Delta V|, где р — давление гелия в этом процессе, ΔV — изменение его объема.В соответствии с уравнением Менделеева—Клапейрона для этого процесса можно записать: pΔV=νR(T1T2)p\Delta V = \nu R ( T_1 - T_2 ) В адиабатном процессе (процессе без теплообмена) в соответствии с первым законом термодинамики сумма изменения внутренней энергии газа ΔU2=32νR(T3T2)\Delta U_2= \frac{3}{2} \nu R ( T_3 - T_2 ) и его работы A2A_2 равна ΔU2+A2=0\Delta U_2 + A_2=0 Откуда получаем: 32νR(T3T2)+A2=0\frac{3}{2} \nu R ( T_3 - T_2 ) + A_2 = 0 Преобразуя записанные уравнения с учетом соотношений температур, заданных в условии задачи, получаем: A1=3νRT2A_1 = 3\nu RT_2 A2=34νRT2A_2 = \frac{3}{4} \nu R T_2 Тогда: A2=A14=2400Дж4=600ДжA_2 = \frac{A_1}{4} = \frac{2400Дж}{4} = 600Дж Ответ: 600 Дж.

Осталось ещё 1 шаг — откроются после входа:

  • Полный разбор с проверкой ответа
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»