График нагревания газа
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится идеальный газ. В первоначальном состоянии 1 поршень опирается на жёсткие выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (рис. 1), а газ занимает объём $V_0$ и находится под давлением $p_0$, равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна $T_0$. Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно $2p_0$, а его объём равен $2V_0$ (рис. 2). Количество вещества газа при этом не меняется. Постройте график зависимости объёма газа от его температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится идеальный газ. В первоначальном состоянии 1 поршень опирается на жёсткие выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (рис. 1), а газ занимает объём V0 и находится под давлением p0, равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна T0. Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно 2p0, а его объём равен 2V0 (рис. 2). Количество вещества газа при этом не меняется. Постройте график зависимости объёма газа от его температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
| ||
| |
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
Пока поршень опирается на выступы, изменяется ли объём газа?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
На неподвижном участке используйте зависимость $\dfrac{p}{T}=\mathrm{const}$, а после подъёма поршня — зависимость $\dfrac{V}{T}=\mathrm{const}$ при постоянном давлении.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Сначала газ нагревается при $V=V_0$ до $p=2p_0$, поэтому $T=2T_0$. Затем поршень движется при $p=2p_0$ до состояния $(T,V)=(4T_0,2V_0)$.