9

Решение: Теплообмен в газе

ЕГЭ · Физика · Задание 9 · Основы термодинамики
ПовышеннаяФИПИEF8EA0Несколько вариантов≈ 3 минутыРазбор в 5 шаговОтвет сверен с ключом
Условие

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части. После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна $303\ \mathrm{К}$, а в части Б равна $20\ ^\circ\mathrm{C}$. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, определите, какие изменения происходят с газом после окончания нагревания.

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

Переведём температуру газа в части Б в кельвины:

$$T_{Б}=20+273=293\ \mathrm{К}$$
2

Теплота передаётся от более нагретой части А к более холодной части Б. Поэтому температура газа в части Б повышается, а температура газа в части А понижается.

3

В конечном состоянии температуры становятся одинаковыми. При одинаковых количествах одноатомного идеального газа и одинаковых теплоёмкостях частей конечная температура равна:

$$T_{\text{кон}}=\frac{T_A+T_{Б}}{2}=\frac{303+293}{2}=298\ \mathrm{К}$$
4

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа зависит от температуры, поэтому внутренняя энергия газа в части А уменьшается и не может считаться неизменной.

Перегородка неподвижна, объёмы частей сосуда не изменяются, поэтому газ не совершает механическую работу. Теплообмен происходит только за счёт передачи теплоты.

Ответ

Правильные ответы: 14.

Где здесь ошибаются

Путать направление теплопередачи и считать, что теплота переходит от холодной части к горячей.

Считать, что при теплообмене газ обязательно совершает работу.

Не перевести $20\ ^\circ\mathrm{C}$ в $293\ \mathrm{К}$.

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.