Термодинамика — задачи ЕГЭ по физике — EXTREMUM

Тип 9 № 13676

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах p–T, где p — давление газа, T — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующих процессы на графике.

Газ за цикл не совершает работу.
В процессе AB газ отдаёт положительное количество теплоты.
В процессе ВС внутренняя энергия газа увеличивается.
В процессе CD работа газа равна нулю.
В процессе DA газ изотермически сжимают.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания

Тип 9 № 13679

Один моль аргона служит рабочим телом в тепловом двигателе, который работает по циклу, показанному на рисунке в координатах p−V (р — давление аргона, V — его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие работу данного двигателя.

Аргон получает положительное количество теплоты от нагревателя в процессах 4−1 и 1−2.
Работа газa за цикл равна $3p_0V_0$ .
В процессе 3−4 внутренняя энергия аргона уменьшается.
В процессе 2−3 аргон получает от нагревателя положительное количество теплоты.
Максимальная абсолютная температура аргона в цикле в 3 раза больше минимальной.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания

Решение:

Верно. Так как процесс 4-1 являются изохорным нагревом, то значит работа газа равна нулю, а внутренняя энергия газа растёт, следовательно по первому закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты. Процесс 1-2 является изобарным расширением, значит его температура увеличивается, а значит работа газа и изменение внутренней энергии положительны и тогда по первом закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты.
Неверно. Вспомним, что работа газа за цикл равна площади фигуры внутри графика, тогда $A=(2p_0-p_0)\cdot(3V_0-V_0)=2p_0V_0$ .
Верно. Так как процесс 3-4 является изобарным сжатием, значит его температура уменьшается, а следовательно изменение внутренней энергии отрицательно т.е. внутренней энергии уменьшается.
Неверно. Так как процесс 2-3 является изохорным остыванием, значит работа газа равна нулю, а внутренняя энергия газа уменьшается, следовательно по первому закону термодинамики газ получает отрицательно количество теплоты т.е. газ отлаёт тепло.
Неверно. Для начала скажем, что максимальная температура газа достигается в точке 2, а минимальная в состоянии 4, тогда запишем соотношения учитывая, что $pV/T=const$ : $\frac{p_2V_2}{T_2}=\frac{p_4V_4}{T_4}\Rightarrow \frac{2p_0\cdot3V_0}{T_2}=\frac{p_0\cdot V_0}{T_4}\Rightarrow\frac{T_2}{T_4}=6$

Ответ:

13

Тип 9 № 13688

Один моль аргона участвует в процессе 1−2−3, график которого изображен на рисунке в координатах где p − давление газа, E − средняя кинетическая энергия молекул аргона. Из приведенного списка выберите все верные утверждения.

На участке 1−2 плотность аргона уменьшается.
На участке 2−3 происходит изотермическое расширение аргона.
На участке 1−2 аргон отдает положительное количество теплоты.
На участке 1−2 аргон изохорно нагревается.
На участке 2−3 аргон отдает положительное количество теплоты.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания

Решение:

Неверно. Так как согласно формуле $p=\frac{2}{3}nE$ давление прямо пропорционально средней кинетической энергии при неизменной концентрации. По рисунку видно, что именно такая зависимость наблюдается на участке 1-2. И так количество вещества постоянно, то значит не меняется ни масса ни объём аргона, значит и его плотность.
Неверно. Так как в процессе 2-3 средняя кинетическая энергия постоянна, то температура газа действительно не меняется, но давление газа увеличивается, значит объём газа должен уменьшатся.
Неверно. В пункте 1 уже было сказано что в процессе 1-2 объём газа остаётся постоянным, следовательно процесс является изохорным и работа газа равна нулю. Помимо этого видим, что средняя кинетическая энергия аргона увеличивается, что говорит о том что и его температура растёт, следовательно и внутренняя энергия газа растёт. Таким образом по первом закону термодинамики газ получает положительное количество теплоты.
Верно. Как было сказано в пункте 3 газ действительно изохорно нагревается.
Верно. В пункте 2 было сказано что температура газа в процессе 2-3 не меняется, следовательно процесс изотермический, а значит изменение внутренней энергии равно нулю. Как было сказано в пункте 3 объём газа уменьшается, следовательно работа газа отрицательна (Этот вывод не очевиден, но к нему можно прийти логическим рассуждениями исходя из формы графика изотермы или если знать формулу работы газа в изотермическом процессе $A=\nu RT\ln{\frac{V_2}{V_1}}$ , но этой формулы нет в кодификаторе). Таким образом по первом закону термодинамики газ получает отрицательно количество теплоты.

Ответ:

45

Тип 9 № 13693

На рисунке в координатах р–Т, где р — давление газа, Т — его абсолютная температура, показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

В процессе СD газ изохорно охлаждается.
В процессе АВ газу сообщают положительное количество теплоты.
В процессе ВС газ отдаёт положительное количество теплоты.
В процессе DA газ изотермически сжимают.
В процессе ВС плотность газа увеличивается.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания

Тип 9 № 13696

На pV⁠-⁠диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же постоянным количеством газообразного аргона. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

В процессе 2 абсолютная температура аргона изобарно уменьшилась в 2 раза.
В процессе 1 плотность аргона уменьшилась в 5 раз.
В процессе 1 аргон изобарно увеличил свой объём в 4 раза.
В процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза.
Работа, совершенная аргоном в процессе 1, равна работе в процессе 2.
Цифры в ответе вводить строго в порядке возрастания