В начале процесса температура куска свинца массой $1\ \text{кг}$ была равна $47\ ^\circ\text{C}$. Температура плавления свинца равна $327\ ^\circ\text{C}$. Какое количество теплоты передали куску…
- 1
Сначала весь кусок свинца нагревается от $47\ ^\circ\text{C}$ до температуры плавления $327\ ^\circ\text{C}$.$$\Delta T = 327 - 47 = 280\ ^\circ\text{C}$$
- 2
Теплота, необходимая для нагревания всего куска:$$Q_1 = mc\Delta T = 1 \cdot 130 \cdot 280 = 36400\ \text{Дж} = 36{,}4\ \text{кДж}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
В стакан калориметра, содержащий 75 г воды, опустили кусок льда при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Начальная температура калориметра с водой $55\,^{\circ}\mathrm{C}$. После того как наступило…
- 1
Вода отдаёт теплоту при охлаждении от $55\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$Q_\text{в}=m_\text{в}c(55-5)$$
- 2
Лёд при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$ сначала плавится, затем образовавшаяся вода нагревается до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$Q_\text{л}=m_\text{л}\left(\lambda+c(5-0)\right)$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Для определения удельной теплоёмкости вещества тело массой 300 г, нагретое до температуры 100 °C, опустили в железный стакан калориметра, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с…
- 1
Исследуемое тело остывает от 100 °C до 30 °C, а вода и железный стакан нагреваются от 23 °C до 30 °C.$$\Delta T_x = 100 - 30 = 70\ \text{К},\quad \Delta T_\text{в} = \Delta T_\text{ж} = 30 - 23 = 7\ \text{К}$$
- 2
По уравнению теплового баланса теплота, отданная телом, равна сумме теплоты, полученной водой и калориметром.$$c_x m_x \Delta T_x = c_\text{в}m_\text{в}\Delta T_\text{в} + c_\text{ж}m_\text{ж}\Delta T_\text{ж}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
На рисунке показано, как менялось давление газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Каково отношение работ газа $\dfrac{A_{12}}{A_{23}}$ в…
- 1
Работа газа на $pV$-диаграмме определяется площадью под графиком процесса.$$A=\int p\,dV$$
- 2
На участке 1–2 площадь под графиком является площадью трапеции. По рисунку $\Delta V_{12}=1$, а давления равны $4$ и $2$ условные единицы.$$A_{12}=\frac{4+2}{2}\cdot1=3$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Твёрдое тело остывает. На рисунке изображён график зависимости температуры тела $T$ от отданного им количества теплоты $Q$. Какое количество теплоты отдаёт тело, остывая на $30\ \mathrm{К}$?
- 1
По графику при $Q=0$ температура тела равна $380\ \mathrm{К}$, а при $Q=30\ \mathrm{кДж}$ — $350\ \mathrm{К}$.$$380 - 350 = 30\ \mathrm{К}$$
- 2
Следовательно, при остывании на $30\ \mathrm{К}$ тело отдаёт $30\ \mathrm{кДж}$ теплоты.$$Q = 30\ \mathrm{кДж}$$
При изобарном расширении постоянной массы неона при нормальном атмосферном давлении ему сообщили количество теплоты, равное $200\ \text{кДж}$. Определите изменение объёма неона.
- 1
Неон является одноатомным идеальным газом. При изобарном процессе количество теплоты расходуется на изменение внутренней энергии газа и совершение им работы.$$Q = \Delta U + A$$
- 2
Для одноатомного идеального газа при изобарном расширении получаем:$$Q = \dfrac{5}{2}p\Delta V$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Температура медной детали снизилась с $80\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $40\,^{\circ}\mathrm{C}$. Масса детали равна $0{,}4\ \mathrm{кг}$. Какое количество теплоты отдала деталь при остывании?
- 1
Количество теплоты, отданное деталью при остывании, рассчитывается по формуле:$$Q = cm\Delta T$$
- 2
Модуль изменения температуры детали равен:$$\Delta T = 80 - 40 = 40\,^{\circ}\mathrm{C}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В термос с водой массой 500 г при температуре 41 °C опускают бутылочку с детским питанием, в результате чего она нагревается до температуры 36 °C. Теплоёмкость бутылочки с питанием равна 525 Дж/К…
- 1
Вода остывает от 41 °C до 36 °C и отдаёт количество теплоты$$Q_\text{в} = m c (T_\text{в} - T) = 0{,}5 \cdot 4200 \cdot (41 - 36) = 10500\ \text{Дж}$$
- 2
Питание получает это же количество теплоты и нагревается до 36 °C.$$Q_\text{п} = C (T - T_0) = 525(36 - T_0)$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Газ в цилиндре под поршнем сжали, и он перешёл из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок). Какую работу совершила внешняя сила?
- 1
По графику процесс сжатия происходит при постоянном давлении $p = 3 \cdot 10^3\ \text{Па}$.$$p = 3 \cdot 10^3\ \text{Па}$$
- 2
Объём газа уменьшается от $V_1 = 0{,}4\ \text{м}^3$ до $V_2 = 0{,}1\ \text{м}^3$.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жёсткими стенками объёмом $0{,}6\ \mathrm{м^3}$. При охлаждении его давление снизилось на $3 \cdot 10^3\ \mathrm{Па}$. На сколько уменьшилась…
- 1
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия выражается формулой:$$U = \dfrac{3}{2}pV$$
- 2
Так как сосуд имеет жёсткие стенки, его объём постоянен. Поэтому уменьшение внутренней энергии определяется уменьшением давления:$$\Delta U = \dfrac{3}{2}\Delta pV$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
На рисунке показано, как меняется давление идеального газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Чему равно отношение работ газа…
- 1
Работа газа на pV-диаграмме определяется выражением $A=\int p\,dV$.
- 2
На участке $2\to3$ объём постоянен, поэтому $dV=0$ и работа газа равна нулю.$$A_{23}=0$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
На рисунке показана зависимость температуры металлической детали массой $2\ \mathrm{кг}$ от переданного ей количества теплоты. Чему равна удельная теплоёмкость металла?
- 1
По графику при нагревании от $273\ \mathrm{К}$ до $293\ \mathrm{К}$ количество теплоты увеличилось от $100\ \mathrm{кДж}$ до $136\ \mathrm{кДж}$.$$\Delta Q = (136-100)\cdot10^3 = 36000\ \mathrm{Дж},\quad \Delta T = 293-273 = 20\ \mathrm{К}$$
- 2
Используем формулу количества теплоты и выразим удельную теплоёмкость.$$Q = cm\Delta T,\quad c = \frac{\Delta Q}{m\Delta T}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
На $pV$-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного газообразного гелия. Выберите два верных утверждения, характеризующих процессы на графике.
- 1
По графику: $p_1=p_2=0{,}5\cdot10^5\ \text{Па}$, $V_1=1\ \text{л}$, $V_2=5\ \text{л}$; $p_3=p_4=1\cdot10^5\ \text{Па}$, $V_3=1\ \text{л}$, $V_4=3\ \text{л}$.
- 2
Работа в процессе $1\text{–}2$ равна работе при постоянном давлении: $A_{12}=p(V_2-V_1)=0{,}5\cdot10^5\cdot4\cdot10^{-3}=200\ \text{Дж}$. Поэтому утверждение 1 неверно.
Ещё 4 қадам — толық шешімде
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах $V$–$T$, где $V$ — объём газа, $T$ — абсолютная температура газа. Количество вещества газа…
- 1
Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия определяется температурой:$$U = \dfrac{3}{2}\nu RT$$
- 2
На участке $CD$ при движении от $C$ к $D$ абсолютная температура уменьшается. Следовательно, внутренняя энергия газа уменьшается. Утверждение 4 верно.$$\Delta T_{CD} < 0 \Rightarrow \Delta U_{CD} < 0$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
1 моль одноатомного идеального газа совершает цикл $1\text{–}2\text{–}3\text{–}1$. Давление газа $p$ изменяется с изменением плотности $\rho$ так, как показано на рисунке. Значения плотности и…
- 1
Для заданного количества идеального газа температура пропорциональна отношению давления к плотности:$$T \sim \frac{p}{\rho}$$
- 2
В состояниях 1, 2 и 3 имеем соответственно: $p_1=2p_0$, $\rho_1=\rho_0$; $p_2=p_0$, $\rho_2=\rho_0$; $p_3=p_0$, $\rho_3=2\rho_0$.$$\frac{T_1}{T_0}=2,\quad \frac{T_2}{T_0}=1,\quad \frac{T_3}{T_0}=\frac{1}{2}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
В процессе эксперимента газ совершил работу, равную 35 кДж. При этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 40 кДж. Количество вещества газа не изменялось. Какое количество теплоты газ отдал…
- 1
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа.$$Q = \Delta U + A$$
- 2
Внутренняя энергия уменьшилась на 40 кДж, поэтому $\Delta U = -40$ кДж.$$\Delta U = -40\ \text{кДж}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе?
- 1
Запишем первый закон термодинамики для работы, совершённой газом.$$Q = \Delta U + A$$
- 2
Внутренняя энергия уменьшилась на 100 Дж, поэтому её изменение равно $\Delta U = -100\ \text{Дж}$.$$\Delta U = -100\ \text{Дж}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. На каком участке работа внешних сил над газом положительна и равна отданному газом…
- 1
Работа внешних сил над газом положительна при уменьшении объёма газа, то есть при сжатии.
- 2
Запишем первый закон термодинамики в форме $\Delta U = Q + A_{\text{внеш}}$. По условию работа внешних сил равна отданному газом количеству теплоты: $A_{\text{внеш}} = -Q$.
Ещё 2 қадам — толық шешімде
На $V T$-диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе совершил работу, равную 4 кДж. Какое количество теплоты получил газ?
- 1
На $V T$-диаграмме процесс изображён вертикальным отрезком, значит температура газа постоянна: процесс изотермический.$$T = \text{const}$$
- 2
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, поэтому при постоянной температуре её изменение равно нулю.$$\Delta U = 0$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Какую работу совершил газ в этом процессе?
- 1
По первому закону термодинамики количество теплоты, переданное газу, расходуется на изменение его внутренней энергии и совершение работы.$$Q = \Delta U + A$$
- 2
Выразим работу газа и подставим данные.$$A = Q - \Delta U = 300 - 100 = 200\ \text{Дж}$$