Задание №10 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 42
Условие
На рисунках приведены графики А и Б двух процессов: 1–2 и 3–4, происходящих с 1 моль гелия. Графики построены в координатах V—T и p–V, где p — давление, V — объем и T — абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображенные на графиках процессы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца.
ГРАФИКИ
А)
Б)
УТВЕРЖДЕНИЯ
1. Над газом совершают работу, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
2. Над газом совершают работу, при этом газ отдает положительное количество теплоты.
3. Газ получает положительное количество теплоты и совершает работу.
4. Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
| А | Б |
|---|
Подсказки — как подойти к решению
- Для каждого графика определи, какие величины остаются постоянными: в координатах объём — температура это сразу подсказывает, совершает ли газ работу. Затем по уравнению pV = νRT оцени, растёт или падает температура, а вместе с ней и внутренняя энергия.
- Работу над газом совершают внешние силы при уменьшении объёма, тогда работа самого газа отрицательна. Свяжи знаки величин первым законом термодинамики: теплота идёт на изменение внутренней энергии и на работу газа. Ловушка — считать, что при сжатии внутренняя энергия всегда растёт.
Решение
В процессе 1–2 происходит изохорическое нагревание. В таком процессе внутренняя энергия тела возрастает, и над газом не совершается работа. По первому закону термодинамики Q = Δ U + A, где Q — количество теплоты, переданное газу, Δ U — изменение его внутренней энергии, A — работа, совершаемая газом. Из первого закона термодинамики ясно, что в процессе 1–2 газ получает положительное количество теплоты.
Процесс³–4 — сжатие, при этом происходит уменьшение давления газа. Значит, над газом совершают работу. Давление и объем газа уменьшаются, поэтому, из уравнения Клапейрона — Менделеева, pV = ν RT, можно сказать, что температура газа падает, следовательно, уменьшается его внутренняя энергия. Над газом совершают работу, но при этом его внутренняя энергия уменьшается, следовательно, газ отдает положительное количество теплоты.
Ответ: 42.
Типичные ошибки
- Ученик путает знак работы при сжатии: он считает, что газ сам совершает положительную работу, и потому приписывает этому графику получение теплоты, а не отдачу её в окружающую среду.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №10 по физике · Разбор темы №10 с нуля