9

Решение: Циклический процесс в координатах V–T

ЕГЭ · Физика · Задание 9 · Основы термодинамики
ПовышеннаяФИПИ0B89ACНесколько вариантов≈ 5 минутРазбор в 4 шагаОтвет сверен с ключом
Условие

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 постоянно. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы на графике.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
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.

$$\Delta T_{CD} < 0 \Rightarrow \Delta U_{CD} < 0$$
3

Участок $DA$ является изотермическим: температура постоянна. При движении от $D$ к $A$ объём увеличивается. Из уравнения состояния следует, что давление при этом уменьшается.

$$T = \mathrm{const},\quad pV = \nu RT = \mathrm{const},\quad V \uparrow \Rightarrow p \downarrow$$

Утверждение 1 неверно: за цикл работа газа определяется площадью, ограниченной циклом на диаграмме, и не равна нулю. Утверждение 2 неверно: на участке $AB$ газ расширяется, поэтому работу над газом внешние силы совершают отрицательную. Утверждение 3 неверно: на участке $BC$ объём постоянен, температура растёт, поэтому газ получает положительное количество теплоты.

Ответ
45
45
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Путать работу газа с работой внешних сил: при расширении газ совершает положительную работу, а внешние силы совершают над газом отрицательную.

Считать, что горизонтальный участок на графике $V$–$T$ означает постоянную температуру; здесь постоянен объём.

Забывать, что для одноатомного идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры.

Закрепить приёмВ теме «Основы термодинамики» ещё 170 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 9 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Основы термодинамики»: в ней 171 задача, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.