РЕШУ ЕГЭ

Задания Д6 (B9) № 829

При изотермическом увеличении давления одного моля идеального одноатомного газа, его внутренняя энергия

1) увеличивается

2) уменьшается

3) увеличивается или уменьшается в зависимости от исходного объема

4) не изменяется

Решение · ·

4 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 929

Как изменяется внутренняя энергия тела при увеличении температуры и сохранении объема?

1) увеличивается

2) уменьшается

3) у газообразных тел увеличивается, у жидких и твердых тел не изменяется

4) у газообразных тел не изменяется, у жидких и твердых тел увеличивается

Решение · ·

3 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1005

Внутренняя энергия монеты увеличивается, если ее

1) заставить вращаться

2) заставить двигаться с большей скоростью

3) подбросить вверх

4) подогреть

Решение · ·

6 комментариев · Сообщить об ошибке · Помощь

Юрий Шойтов (Курск) 22.06.2012 09:04

Я бы не стал задавать такие вопросы. Дело все в том, что определение кинетической части внутренней энергии тела (системы материальных точек) в школьных учебниках (да и в большинстве вузовских) дается крайне расплывчато и не основано на законах физики.

Только у Ландау мне удалось найти вразумительное определение. Оно основано на теореме Кенига. Согласно этой теореме в инерциальной системе отсчета кинетическая энергия системы материальных точек (физического тела) может быть представлена как сумма энергии центра масс, как если бы в нем была сосредоточена вся масса системы, и энергии всех точек в системе отсчета, связанной с центром масс системы. Первую часть Ландау называет внешней, вторую - внутренней. С этой точки зрения энергия вращательного движения твердого тела относительно оси проходящей через центр масс является внутренней.

С этой точки зрения вариант "1) заставить вращаться" тоже является верным.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Cпасибо за интересный и полный комментарий.

Согласен с Вами, с определением кинетической энергией в школе не все ладно. Но тут ничего не поделаешь. Что касается данной задачи, она мне представляется вполне корректной, а приведенный ответ — осмысленным. Не вижу причин включать энергию вращения тела во внутреннюю энергию. На то она и внутренняя, чтобы не зависеть от макроскопических движений. В качестве подтверждения этого тезиса могу привести ссылку на того же Ландау (том 5, "Статистическая физика, часть 1", § 26, текст около формулы 26.10).

По моему мнению, школьники должны осознавать, что вращение системы как целого не вносит изменения в тепловое движения частиц, а потому не приводит к изменению внутренней энергии.

Юрий Шойтов (Курск) 23.06.2012 05:09

Если мы под кинетической частью внутренней энергии будем понимать только энергию теплового движения молекул, мы придем к противоречию с первым началом термодинамики.

Возьмем два диска одинаковых размеров и массы. Пусть они вращаются с одинаковой угловой скоростью в противоположных направлениях. Один из них вращаясь лежит на гладкой поверхности. Трение между дисками есть.

Если на первый диск положить второй, то за счет трения они остановят свое вращения и нагреются.

Внешние силы работу не совершали, теплообмена с внешними телами не было. Следовательно внутренняя энергия не должна измениться. Вот Вам и парадокс!

Если же энергию вращательного движения дисков считать внутренней, парадокс исчезает, так как внутренняя энергия вращения дисков переходит во внутреннюю тепловую энергию. В целом же внутренняя энергия действительно не меняется.

Речь вообще-то идет о том, что взрослые дяди по этому вопросу могут спорить (обмениваться противоположными мнениями). Стоит ли в этот процесс привлекать школьников на этапе проверки их знаний? В тесте, на мой взгляд, должно быть все логически формализовано. Это сделать необыкновенно трудно.

Поэтому я бы просто исключил эту задачу из КИМов.

Алексей (Санкт-Петербург)

Два вращающихся в разные стороны диска, согласно доводам нашего уважаемого Ландау, не являются замкнутой системой, находящейся в термодинамическом равновесии, а потом внутреннюю энергию всей системы так сразу и не определить. Приходится разбивать системы на два куска, два диска, и считать их внутренние энергии по отдельности.

Впрочем, согласен в том, что можно сломать много копий в ходе дискуссии. Может быть, изменить вариант 1) на "опустить в глубокую шахту" и оставить данную ветку сообщений с соотвествующим комментарием как раз для тех, кто любит покопаться в чем-нибудь?

Юрий Шойтов (Курск) 23.06.2012 12:49

Вполне с Вами согласен.

Петр Мурзин (Казань) 23.06.2012 16:52

Представляется, что цитаты Ландау взяты из неподходящего контекста. Что считать внутренней энергией, а что внешней зависит от уровня рассмотрения. Естественное разделение состоит в том, что внутренней энергией обычно занимается термодинамика, а не механика.

В механике, рассматривая вращающийся объект внутри некоторой виртуальной коробки, мы считаем, что коробка вращается, а ее содержимое относительно нее покоится. А тем, что происходит внутри этой "коробки" занимается термодинамика.

Если этого не учитывать, то появится много "парадоксов". Например, рассмотрим поршень, движущийся по трубе, который от трения останаваливается и нагревается. Это точно такой же пример, только вращательного движения нет. И что, кинетическая энергия линейного движения, она тоже внутренняя?

Или еще: энергии могут переходить друг в друга, значит ли это, что вся энергия — это внутренняя энергия?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Мои цитаты как раз из правильного контекста :) Ландау обсуждает в соотвествующем параграфе именно данный вопрос.

Энергии макродвижений тела не следует включать в понятие внутренней энегрии. Я обеими руками за это утверждение. Если части системы двигаются друг относительно друга, то вся система не находится в состоянии равновесия. Внутренняя энергия, будучи функцией состояния, характеризует только равновесные состояния. Поэтому в данном случае можно говорить только о внутренних энергиях отдельных кусков, а потом пользоваться приближенной аддитивностью внутренний энергии.

Петр, Вы очень правильно пишете про то, что энергия имеет свойство переходить из одного вида в другой, и не стоит смешивать сферы интересов механики и термодинамики. У Вас очень хороший пример про поршень. В этом же ключе: две двигающиеся на встречу друг другу доски, которые останавливаются за счет работы сил трения. При этом энергия поступательного (упорядоченного) движения досок переходит в энергию теплового (хаотического) движения молекул. Мы всегда можем перевести одну энергия в другую, но важно понимать, что понятие "внутренней энергии" неразрывно связана с понятием "хаоса" в движении молекул. Если вновь обратится к школьному определению внутренней энергии, даваемому в 10 классе, мы увидим, что в эту энергию включаются только кинетическая энергия теплового (хаотического) движения частиц и потенциальная энергия их взаимодействия (что и отмечается в решении данной задачи). А потому упорядоченную компоненту движения при определении данной величины необходимо исключать.

Таким образом, мне кажется, что у обычного школьника не должно возникать проблем с ответом на вопрос, изменится ли внутренняя энергия монетки, если ее начать вращать, на что я и указывал в своем первом сообщении. Так что я склонен к тому, чтобы все-таки возвратить исходную версию данной задачи. А данную ветку сообщений сохранить, как интересную и полезную для всех интересующихся.

Служба поддержки 23.06.2012 18:19

Служба поддержки предлагает условие не менять. Ветку сохраняем.

Юля Акимова (Бор) 18.04.2013 15:05

в вопросе указано: Превышение доходов над расходами

а дефицит-это превышение расходов над доходами

не может быть 1 ответ.

Задания Д6 (B9) № 1006

Внутренняя энергия идеального газа в герметично закрытом сосуде уменьшается при

1) понижении его температуры

2) его изотермическом сжатии

3) уменьшении потенциальной энергии сосуда

4) уменьшении кинетической энергии сосуда

Решение · ·

3 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1009

При каком процессе остается неизменной внутренняя энергия 1 моль идеального газа?

1) при изобарном сжатии

2) при изохорном охлаждении

3) при адиабатном расширении

4) при изотермическом расширении

Решение · ·

4 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1010

При каком процессе остается неизменной внутренняя энергия 1 моль идеального газа?

1) при изобарном расширении

2) при изохорном нагревании

3) при адиабатном сжатии

4) при изотермическом сжатии

Решение · ·

2 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1036

Как изменится внутренняя энергия идеального газа в результате понижения его температуры в 2 раза при неизменном объеме?

1) увеличится в 2 раза

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится или уменьшится в зависимости от изменения давления

4) не изменится

Решение · ·

2 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1227

На рисунке представлен график зависимости температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью Р.

В момент времени $\text{[math]}$ вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость льда по результатам этого опыта?

1) $\text{[math]}$

2) $\text{[math]}$

3) $\text{[math]}$

4) $\text{[math]}$

Решение · ·

4 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1228

При теплопередаче твердому телу массой m количества теплоты Q температура тела повысилась на $\text{[math]}$ Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость вещества этого тела?

1) $\text{[math]}$

2) $\text{[math]}$

3) $\text{[math]}$

4) $\text{[math]}$

Решение · ·

4 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 1230

На рисунке представлен график зависимости температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью P.

В момент времени $\text{[math]}$ вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость жидкой воды по результатам этого опыта?

1) $\text{[math]}$

2) $\text{[math]}$

3) $\text{[math]}$

4) $\text{[math]}$

Решение · ·

3 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4121

На рисунке изображены графики зависимостей температуры Т от времени t для двух твёрдых тел А и В, нагреваемых в двух одинаковых печах. Какое из следующих утверждений справедливо?

А. Тела А и В могут состоять из одного вещества, но масса тела А в 2 раза меньше массы тела В.

Б. Тела А и В могут иметь одинаковую массу, но удельная теплоёмкость тела А в твёрдом состоянии в 2 раза меньше удельной теплоёмкости тела В в твёрдом состоянии.

Теплопотерями пренебречь.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Решение · ·

Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4195

Первому телу сообщили количество теплоты 1 $\text{[math]}$ а второму - 2 $\text{[math]}$ Массы тел одинаковы. В результате температура первого тела повысилась на 100 $\text{[math]}$ а второго - повысилась на 50 $\text{[math]}$ Можно утверждать, что удельная теплоёмкость у вещества первого тела

1) больше, чем у вещества второго тела

2) меньше, чем у вещества второго тела

3) такая же, как у вещества второго тела

4) не может быть соотнесена с удельной теплоёмкостью вещества второго тела

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4230

От первого тела отвели количество теплоты 2 кДж, а от второго — 1 кДж. Массы тел одинаковы. В результате температура первого тела понизилась на 40 К, а второго — понизилась на 10 К. Можно утверждать, что удельная теплоёмкость у вещества первого тела

1) больше, чем у вещества второго тела

2) меньше, чем у вещества второго тела

3) такая же, как у вещества второго тела

4) не может быть соотнесена с удельной теплоёмкостью вещества второго тела

Решение · ·

2 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4418

Два моля одноатомного идеального газа переводят из состояния $\text{[math]}$ с температурой $\text{[math]}$ в состояние $\text{[math]}$ с температурой $\text{[math]}$ (см. рисунок). Количество теплоты, которое в этом процессе сообщено газу, соответствует столбцу на гистограмме, обозначенному цифрой

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4453

Два моля одноатомного идеального газа переводят из состояния $\text{[math]}$ с температурой $\text{[math]}$ в состояние $\text{[math]}$ с температурой $\text{[math]}$ (см. рисунок). Количество теплоты, которое в этом процессе сообщено газу, соответствует столбцу на гистограмме, обозначенному цифрой

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4593

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом. На каком из участков внутренняя энергия газа увеличивалась? Количество вещества газа постоянно.

1) CD

2) DA

3) АВ

4) ВС

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 4.

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 4663

На рисунке представлен график цикла, проведённого с одноатомным идеальным газом. На каком из участков внутренняя энергия газа увеличивалась? Количество вещества газа постоянно.

1) ВС

2) АВ

3) CD

4) DA

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 6.

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 5468

Твёрдое тело остывает. На рисунке представлен график зависимости температуры тела от отданного им количества теплоты. Удельная теплоёмкость тела 500 Дж/(кг $\text{[math]}$ К). Чему равна масса тела?

1) 1 кг

2) 2 кг

3) 3 кг

4) 4 кг

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Центр. Вариант 4.

Решение · ·

Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 5961

Четыре шарика 1, 2, 3 и 4 одинаковой массы, сделанные из различных материалов, находятся в твёрдом состоянии. Шарики нагревают в одной и той же печи. На рисунке приведены графики зависимостей температуры t шариков от времени τ. Наибольшей удельной теплоёмкостью обладает шарик

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение · ·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

Задания Д6 (B9) № 5996

Четыре шарика 1, 2, 3 и 4 одинаковой массы, сделанные из различных материалов, находятся в твёрдом состоянии. Шарики нагревают в одной и той же печи. На рисунке приведены графики зависимостей температуры t шариков от времени τ. Наименьшей удельной теплоёмкостью обладает шарик

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение · ·

Сообщить об ошибке · Помощь