Тип 24 № 3658 

Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня). Первое начало термодинамики
i
С одним молем гелия провели процесс, при котором среднеквадратичная скорость атомов гелия выросла в
раза. В ходе этого процесса средняя кинетическая энергия атомов гелия была пропорциональна объему, занимаемому гелием. Какую работу совершил газ в этом процессе? Считать гелий идеальным газом, а значение среднеквадратичной скорости атомов гелия в начале процесса принять равным 
Спрятать решениеРешение. Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории идеального газа
где p — давление, V — объем, N — число молекул газа,
— средняя кинетическая энергия молекулы массой m0, равная:

По условию в проведенном с газом процессе
где
— некоторый постоянный коэффициент. Таким образом:
или 
то есть процесс являлся изобарическим.
Работа при изобарическом процессе равна
Подставляя сюда выражения для
и для

получаем с учетом того, что среднеквадратичная скорость атомов гелия выросла в процессе в n раз:

Подставляя числовые данные, получаем: 
Ответ: 
Спрятать критерииКритерии проверки: | Критерии оценивания ответа на задание С3 | 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 вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, 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 имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. 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 задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения 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 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 |
| Максимальное количество баллов | 3 |
Ответ: 
A=РдельтаV=nRдельтаT=8.31*4,потому что температура прямо пропорциональна кинетической энергии(Е=3kT/2).Почему так нельзя?
Добрый день!
Необходимо более подробно показать, что описанный в условии процесс является изобарическим. Ваша первая формула для работы справедлива только для данного процесса (либо для бесконечно малого изменения объема).
так это понятно)докажем что он изобарический и используем эту формулу.ответ будет немного меньше верного,почему??
Добрый день!
Что я могу сказать, делайте, как Вам удобно. Решение задач части С приведены из официальных источником, они не всегда оптимальны. Кстати, Вы тут как-то резво очень подставили изменение температуры.
Здравствуйте, почему вы берете Nm=4г?
Если m - масса одной молекулы, то чтобы mN=4 г, нужно что бы N=N Авогадро, разве нет? ведь масса 1 моля - это масса одной частицы умножить на количество частиц в 1 моле
«С одним молем гелия провели процесс...»