Тип 21 № 49641 

Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Термодинамика
i
Один моль разреженного гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–1, график которого изображён на рисунке в координатах V–T, где V — объём газа, Т — абсолютная температура газа.
Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните работу газа в процессе 2–3 и работу внешних сил в процессе 3–1. Постройте график цикла в координатах p–V, где р — давление газа, V — объём газа.
Решение. 
Проанализируем процессы, происходящие с идеальным газом неизменной массы.
На участке 1–2 объем газа не изменялся, температура газа увеличилась в 3 раза. При изохорном процессе выполняется соотношение
Следовательно, давление газа увеличилось в 3 раза.
На участке 2–3 зависимость температура газа не изменялась, объем газа увеличился в 3 раза. При изотермическом процессе выполняется соотношение
Значит, давление газа уменьшилось в 3 раза.
На участке 3–1 объем прямо пропорционален температуре. Следовательно, давление газа не изменилось, объем и температура уменьшились в 3 раза.
График процесса в координатах p–V изображен на рисунке.
Работа газа по графику равна площади фигуры под соответственным участком графика. Видно, что площадь криволинейной трапеции под участком 2–3 больше площади прямоугольника под участком 3–1. Следовательно, работа газа на участке 2–3 больше модуля работы газа на участке 3–1.
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3 |
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы 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 т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. 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 нём 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 в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |