РУҚА
24

Шешімі: Количество теплоты при охлаждении газа

ЕГЭ · Физика · Тапсырма 24 · Термодинамика негіздері
КүрделіФИПИ88341FТолық шешім≈ 5 минутТалдау 5 қадам
Условие

В закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г, а молярная масса 0,004 кг/моль. В начале опыта давление в сосуде равно $4 \times 10^5\ \text{Па}$ при температуре 400 К. После охлаждения газа давление понизилось до $2 \times 10^5\ \text{Па}$. Какое количество теплоты отдал газ в ходе опыта? Стенки сосуда считать прочными и теплопроводимыми.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

5 қадам
1

Сосуд закрыт и прочен, поэтому масса газа и его объём постоянны. Для идеального газа при постоянном объёме давление прямо пропорционально абсолютной температуре.

$$\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$$
2

Найдём конечную температуру газа:

$$T_2=T_1\frac{p_2}{p_1}=400\frac{2\times10^5}{4\times10^5}=200\ \text{К}$$
3

Количество вещества газа равно:

$$\nu=\frac{m}{M}=\frac{0{,}012}{0{,}004}=3\ \text{моль}$$
4

Для одноатомного идеального газа молярная теплоёмкость при постоянном объёме равна $C_V=\frac{3R}{2}$. Так как газ охлаждается, изменение его внутренней энергии отрицательно:

$$Q=\nu C_V(T_2-T_1)=3\cdot\frac{3R}{2}\cdot(200-400)\approx-7{,}5\times10^3\ \text{Дж}$$

Знак минус означает, что газ отдал теплоту. Количество отданной теплоты берём по модулю.

$$Q_{\text{отд}}=|Q|\approx7{,}5\times10^3\ \text{Дж}=7{,}5\ \text{кДж}$$
Жауап

Газ отдал примерно $7{,}5\ \text{кДж}$ теплоты.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Использовать массу 12 г без перевода в килограммы при вычислении количества вещества.

Забыть, что при охлаждении изменение температуры равно $T_2-T_1<0$.

Взять теплоёмкость двухатомного газа вместо теплоёмкости одноатомного газа.

Указать отрицательное значение как количество отданной теплоты, не пояснив знак.

Закрепить приёмВ теме «Термодинамика негіздері» ещё 170 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 24 ЕГЭ, физика

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Термодинамика негіздері»: в ней 171 задача, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.