9

Решение: Процессы идеального газа на графике

ЕГЭ · Физика · Задание 9 · Молекулярная физика
ПовышеннаяФИПИ1F4F09Несколько вариантов≈ 4 минутыРазбор в 5 шаговОтвет 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.

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

5 шагов
1

На диаграмме $V$–$T$ изобара задаётся соотношением $V = \dfrac{nR}{p}T$, то есть изображается прямой, проходящей через начало координат. Участок $CD$ является изобарным. При переходе $C \to D$ объём уменьшается, поэтому работа газа отрицательна, а работа над газом положительна. Утверждение 1 верно.

$$A_{\text{газа}} < 0,\quad A_{\text{над газом}} > 0$$
2

На участке $DA$ температура и объём изменяются так, что отношение $T/V$, а значит и давление $p = nRT/V$, уменьшается. Утверждение 2 неверно.

$$p = \dfrac{nRT}{V}$$
3

На участке $AB$ температура газа увеличивается, поэтому его внутренняя энергия увеличивается. Объём также увеличивается, значит газ совершает положительную работу. По первому началу термодинамики газ получает положительное количество теплоты. Утверждение 3 верно.

$$Q = \Delta U + A > 0$$
4

Концентрация атомов газа равна $N/V$. Количество атомов постоянно, а объём в состоянии $D$ минимален, поэтому концентрация максимальна. Утверждение 4 верно.

$$n_{\text{конц}} = \dfrac{N}{V}$$

На участке $BC$ объём постоянен, а температура увеличивается. Следовательно, внутренняя энергия одноатомного идеального газа увеличивается, а не уменьшается. Утверждение 5 неверно.

$$\Delta U = \dfrac{3}{2}nR\Delta T > 0$$
Ответ
134
134
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Путать работу газа с работой, совершённой над газом.

Считать любую прямую на диаграмме $V$–$T$ изобарой; изобара должна проходить через начало координат.

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

Закрепить приёмВ теме «Молекулярная физика» ещё 217 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 9 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Молекулярная физика»: в ней 218 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.