
7 моль разреженного ксенона участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах p–T, где p — давление газа, Т — абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах p–V, где р — давление газа, V — объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика. Определите, во сколько раз модуль количества теплоты, полученного газом в процессе 2–3, больше модуля количества теплоты, отданного газом в процессе 4–1.
Решение. Процесс 1–2 является изобарным,
в нём абсолютная температура газа увеличилась в 2 раза, а значит, согласно закону Гей-Люссака
и объём газа увеличился в 2 раза. Процесс 2–3 является изохорным, поскольку его график в координатах p–T проходит через начало координат
В этом процессе и давление, и абсолютная температура газа увеличились в 3 раза. В процессе 3–4 газ изобарно уменьшил свою абсолютную температуру и объём в 2 раза, а в процессе 4–1 изохорно вернулся в исходное состояние). С учётом полученных результатов перестроим график цикла в координатах p–V (см. рис.).
Из графика видно, что модуль изменения внутренней энергии газа в процессе 2–3 равен
а модуль изменения внутренней энергии газа в процессе 4–1
Работа газа и в процессе 2–3, и в процессе 4–1 равна нулю: а модуль работы газа
По первому закону термодинамики получим модули количеств теплоты для этих процессов
и
Таким образом, искомое отношение
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае указано направление движения магнита) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае определено направление тока через катушку после замыкания ключа и направление индукции магнитного поля вблизи верхнего торца катушки с указанием на используемые правила, проведена аналогия с взаимодействием двух магнитов). | 3 |
| Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и тому подобное.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. 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 тому подобное). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: