РУҚА
9

Решение: Процессы на pV-диаграмме

ЕГЭ · Физика · Задание 9 · Основы термодинамики
ПовышеннаяФИПИ87F244Несколько вариантов≈ 4 минутыРазбор в 5 шаговОтвет сверен с ключом
Условие

На $pV$-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же постоянным количеством газообразного гелия. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие 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

5 шагов
1

По графику в процессе $1\to2$ давление постоянно и равно $0{,}5\cdot10^5\ \text{Па}$, а объём уменьшается с $5\ \text{л}$ до $1\ \text{л}$. Поэтому объём уменьшился на $4\ \text{л}$, а не на $5\ \text{л}$.

$$\Delta V = V_1-V_2 = 5-1=4\ \text{л}$$
2

В процессе $3\to4$ давление постоянно, а объём уменьшается с $3\ \text{л}$ до $1\ \text{л}$. Так как при постоянном количестве газа $T\sim pV$, температура уменьшается в 3 раза, а не увеличивается.

$$\frac{T_3}{T_4}=\frac{p_3V_3}{p_4V_4}=\frac{3}{1}=3$$
3

Работа внешних сил при сжатии равна $A_{\text{внеш}}=p(V_{\text{нач}}-V_{\text{кон}})$. Для обоих процессов произведения давления на изменение объёма одинаковы.

$$A_{12}=0{,}5\cdot10^5\cdot4\cdot10^{-3}=200\ \text{Дж},\quad A_{34}=1{,}0\cdot10^5\cdot2\cdot10^{-3}=200\ \text{Дж}$$
4

Для одноатомного идеального газа внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре, а значит — произведению $pV$. В процессе $1\to2$ это произведение уменьшается с $2{,}5$ до $0{,}5$ в относительных единицах, то есть в 5 раз.

$$\frac{U_1}{U_2}=\frac{p_1V_1}{p_2V_2}=\frac{0{,}5\cdot5}{0{,}5\cdot1}=5$$

Давление в процессе $1\to2$ равно $0{,}5\cdot10^5\ \text{Па}$, а в процессе $3\to4$ — $1{,}0\cdot10^5\ \text{Па}$. Следовательно, первое давление в 2 раза меньше второго.

Ответ
45
45
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Путать изменение объёма $4\ \text{л}$ с конечным объёмом или с уменьшением объёма на $5\ \text{л}$.

Считать, что при уменьшении объёма при постоянном давлении температура увеличивается.

Сравнивать работы только по разности объёмов, не учитывая различие давлений.

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 5 шагов: 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.