Тип 24 № 2964 

Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня). Термодинамические процессы, вычисление работы, количества теплоты, КПД
i
На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?
Спрятать решениеРешение. При переходе из начального в конечное состояние объем газа увеличился, газ совершил работу А. Выполняется первый закон термодинамики: переданное газу количество теплоты Q равно сумме изменения внутренней энергии газа
и работы А, совершенной газом.


Внутренняя энергия идеального газа в состояниях 1 и 3 выражается через давление и объем газа:

Работа А при переходе газа из состояния 1 в состояние 3 равна площади фигуры под графиком диаграммы в координатах (р, V):

В результате получаем количество теплоты:







Положительное значение величины Q означает, что газ получил количество теплоты.
Ответ: 700 Дж.
Спрятать критерииКритерии проверки:| 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; 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 расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется 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 и не зачеркнуты. 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 и достаточно 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: 700 Дж.
Можете объяснить, как находите работу?
Добрый день!
Небольшой комментарий по этому поводу уже писал к задаче 1022. Можете там почитать.
Работе газа на диаграмме
соответствует площадь под графиком процесса. В данном случае, это заштрихованная область, она представляет собой трапецию (если смотреть на нее, наклонив голову), здесь используется формула из геометрии для нахождения площади трапеции. Вот и все :)
Спасибо за разъяснение!:)
а как найти изменение внутренней энергии?
Добрый день!
В решении же написано,
.
здравствуйте,у меня возник такой вопрос, можно ли находить количество теплоты ,переданное газу, не для всей системы,как показано в решении, а отдельно для каждого из процессов (1-2,2-3) ,и если можно, то как найти Q(2-3) по графику, изохорического процесса?
Добрый день!
Вы, видимо, имели в виду не "не для всей системы", а не для всего процесса. Тогда ответ утвердительный. Количество теплоты в таких задачах всегда находится из первого начала термодинамики. Работу вычисляем по графику (для изохорического процесса она равна нулю), изменение внутренней энергии также можно найти по графику, считав с него начальное и конечное состояния (давление, объем)
Здравствуйте, на графике представлен "ход" всего процесса, из 1-2, 2-3 т.е мы обязаны рассматривать первый закон термодинамики для каждого изопроцесса. Мы можем двигаться из 1 в 3 только минуя состояние 2.
Объясните пожалуйста что за процесс 1-2.
Первый закон термодинамики выполняется не только для изопроцессов.