Работа газа в цикле
Один моль гелия участвует в циклическом процессе $1$–$2$–$3$–$4$–$1$, график которого изображён на рисунке в координатах $p$–$T$, где $p$ — давление газа, $T$ — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе $2$–$3$ и модуль работы внешних сил в процессе $4$–$1$. Постройте график цикла в координатах $p$–$V$, где $p$ — давление газа, $V$ — объём газа.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах p – T, где р – давление газа, Т – абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2–3 и модуль работы внешних сил в процессе 4–1. Постройте график цикла в координатах p – V, где р – давление газа, V – объём газа.
| ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как изменяются температура и давление в процессах $2$–$3$ и $4$–$1$? Используйте уравнение состояния идеального газа.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Для процесса $2$–$3$ температура постоянна, поэтому $pV=\mathrm{const}$ и работа газа равна $A_{2\text{–}3}=nRT\ln\dfrac{V_3}{V_2}$. Процесс $4$–$1$ изобарный.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Получается $V_1=\dfrac{RT_0}{p_0}$, $V_2=V_1$, $V_3=2V_1$, $V_4=2V_1$. Поэтому $|A_{2\text{–}3}|=6RT_0\ln 2$, а $|A_{\text{внеш},4\text{–}1}|=RT_0$.