Карточки
Тесты
Главная
Курсы
Подписка
9. Молекулярная физика и термодинамика: анализ физических процессов: #203502
На $pV$ — диаграмме представлен циклический процесс $1-2-3-4-1 ,$ совершаемый идеальным газом. Максимальная температура газа в цикле составляет $400\,\text{К} .$
Из предложенных утверждений выберите все верные.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1.$ Количество вещества газа превышает $0.5\,\text{моль} .$
$2.$ Работа газа при изобарном расширении равна $400\,\text{Дж} .$
$3.$ Работа над газом при изобарном сжатии равна $100\,\text{Дж} .$
$4.$ На участке $2-3$ газ отдает теплоту.
$5.$ Минимальная температура газа равна $100\,\text{К} .$
$1.$ Неверно.
Используем уравнение Менделеева-Клапейрона для точки $2$ (максимальная температура):
$$\nu = \frac{p_2V_2}{RT_2} = \frac{200 \cdot 10^3 \cdot 8 \cdot 10^{-3}}{8.31 \cdot 400} \approx 0.48\,\text{моль} < 0.5\,\text{моль}$$
$2.$ Верно.
Работа на участке $1-2$ (изобарное расширение):
$$A_{1-2} = p\Delta V = 200 \cdot 10^3 \cdot (8-6) \cdot 10^{-3} = 400\,\text{Дж}$$
$3.$ Неверно.
Работа на участке $3-4$ (изобарное сжатие):
$$A_{3-4} = 100 \cdot 10^3 \cdot (8-6) \cdot 10^{-3} = 200\,\text{Дж}$$
$4.$ Верно.
Участок $2-3$ — изохорное охлаждение $( V = const ,\ p \downarrow ,\ T \downarrow )$:
$A = 0$
$\Delta U < 0$
По первому закону термодинамики:
$$Q = \Delta U < 0$$ Газ отдает теплоту.
$5.$ Неверно.
Минимальная температура в точке $4$:
$$\frac{p_4V_4}{T_4} = \frac{p_2V_2}{T_2} \Rightarrow T_4 = \frac{100 \cdot 6 \cdot 400}{200 \cdot 8} = 150\,\text{К}$$
20
