Физика

Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна температуре и не зависит от давления и занимаемого газом объема: $\left \Delta U= $\frac{i}{2}$ \nu R\Delta T$
1.  Верно. Процесс 1–2  — изобарное расширение. В этом процессе (согласно уравнению состояния идеального газа $pV=\nu RT$ ) температура увеличивается, а значит, и увеличивается внутренняя энергия.
2.  Неверно. В осях p–V работа газа равна площади под графиком. В процессе 2–3 работа газа равна нулю.
3.  Верно. Процесс 3–4  — изобарное сжатие, температура при этом уменьшается.
4.  Верно. Процесс 4–1  — изохорное нагревание. Давление возрастает в 4 раза, а значит, и температура возрастает в 4 раза.
5.  Неверно. Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 4 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.

Ответ: 134.

1.  Верно. Согласно уравнению Клапейрона  — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением:

$pV=\nu RT$

Найдем, чему = отношение количества вещества первого газа к количеству вещества второго. Рассмотрим при этом момент времени $t=0$ при этом по условию $T_1=T_2, V_1=V_2$

$\frac{\nu_1}{\nu_2} = $\frac{p_1}{p_2}$ =2$

Значит, количество вещества первого газа больше, чем второго.
2.  Неверно. Отношение температур газов при t  =  40 мин.:

$\frac{T_1}{T_2} = $\frac{\nu_2}{\nu_1}$ =0,5$

Это значит, что в момент времени t  =  40 мин. температура газа 1 меньше температуры газа 2.
3.  Верно. Следует из предыдущих рассуждений.
4.  Неверно. Температура обоих газов увеличивается. Следовательно, внутренняя энергия увеличивается.
5.  Верно. Объем обоих газов не меняется. Значит, работа не совершается.

Ответ: 135.

Перепишем уравнение Менделеева  — Клапейрона $pV= $\frac{m}{M}$ RT$ в виде $p= $\frac{RT}{M}$ \rho$ Изотермами на диаграмме $p - \rho$ являются прямые, выходящие из начала координат, причем чем больше наклон прямой, тем выше температура. Исходя из этого, можно сделать выводы, что в процессе 1–2 температура газа уменьшается, а в состоянии 3 температура газа не максимальна (максимальная температура в состоянии 1).
В процессе 2–3 плотность газа уменьшается, значит, объем $V= \frac{m}{\rho}$ увеличивается.
Выразим температуру $T= \frac{Mp}{R\rho}$ и найдем ее в состояниях 1 и 2: $T_1= \frac{M4p_0}{R\rho_0}$ $T_2= \frac{Mp_0}{R2\rho_0}$ Отношение максимальной температуры к минимальной = $\frac{T_1}{T_2} =8$
В процессе 3–1 плотность, а следовательно, и объем постоянны. Работа газа равна нулю.

Ответ: 14.

1.  Процесс 1–2  — изобарическое увеличение объема. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа вычисляется по формуле: $U= $\frac{3}{2}$ \nu RT = $\frac{3}{2}$ pV$ Произведение pV в данном процессе увеличивается, значит, внутренняя энергия газа растет.
2.  Процесс 2–3  — изохорное уменьшение давления, в изохорном процессе работа не совершается.
3.  Процесс 3–4  — изобарическое уменьшение объема. Из графика видно, что газ переходит в состояние с меньшей температурой, следовательно, уменьшается внутренняя энергия газа. Также заметим, что над газом совершают работу, значит, от газа отнимают некоторое количество теплоты.
4.  Из графика видно, что $p_1 = 4p_4$ $V_1 = V_4$ Найдем отношение внутренней энергии газа в состоянии 4 к внутренней энергии газа в состоянии 1: $\frac{U_1}{U_4} = $\frac{p_1V_1}{p_4V_4}$ = $\frac{4p_4V_4}{p_4V_4}$ = 4$ То есть, в процессе 4–1 температура газа увеличивается в 4 раза.
5.  Работа равна площади под графиком в координатах $p - V$ Из рисунка видно, что площадь под графиком 1–2 в четыре раза больше площади под графиком 3–4.
Таким образом, верны утверждения под номерами 1 и 4.

Ответ: 14.

Согласно уравнению Клапейрона  — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением:

$pV=\nu RT$

Найдем, чему = отношение количества вещества первого газа к количеству вещества второго. Рассмотрим при этом момент времени $t=0$ при этом по условию $T_1=T_2, V_1=V_2$

$\frac{\nu_1}{\nu_2} = $\frac{p_1}{p_2}$ =2$

Значит количество вещества первого газа больше чем второго.
Отношение температур газов при $t = 40мин:$

$\frac{T_1}{T_2} = $\frac{\nu_2}{\nu_1}$ =0,5$

Это значит, что в момент времени $t = 40мин$ температура газа 1 меньше температуры газа 2 в два раза.
Внутренняя энергия газа пропорциональна его температуре. При изохорном увеличении давления температура газа растет, следовательно, в процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия газов растет.
Объем газов не изменяется, поэтому работа не совершается.

Ответ: 24.

1.  Процесс 1–2  — изобарическое увеличение объема. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа вычисляется по формуле: $U= $\frac{3}{2}$ \nu RT = $\frac{3}{2}$ pV$ Произведение pV в данном процессе увеличивается, значит, внутренняя энергия газа растет.
2.  Процесс 2–3  — изохорное уменьшение давления, в изохорном процессе работа не совершается.
3.  Процесс 3–4  — изобарическое уменьшение объема. Из графика видно, что газ переходит в состояние с меньшей температурой, следовательно, уменьшается внутренняя энергия газа. Также заметим, что над газом совершают работу, значит, от газа отнимают некоторое количество теплоты.
4.  Из графика видно, что $p_1 = 4p_4$ $V_1 = V_4$ Найдем отношение внутренней энергии газа в состоянии 4 к внутренней энергии газа в состоянии 1: $\frac{U_1}{U_4} = $\frac{p_1V_1}{p_4V_4}$ = $\frac{4p_4V_4}{p_4V_4}$ = 4$ То есть, в процессе 4–1 температура газа увеличивается в 4 раза.
5.  Из графика видно, что $p_1 = 4p_4$ $|\Delta V_12| = |\Delta V_34|$ Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 4 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.
Таким образом, верны утверждения под номерами 2 и 3.

Ответ: 23.

1.  С ростом высоты атмосферное давление падает.
2.  Из графика видно, что давление на поверхности Земли = 780 мм рт. ст., а на высоте 5 км  — 390 мм рт. ст. Значит, давление на высоте 5 км вдвое меньше, чем на поверхности Земли.
3.  Из графика видно, что давление на поверхности Земли = 780 мм рт. ст.
4.  Из графика видно, что на высоте 9 км давление = 240 мм рт. ст.
5.  Из графика невозможно сделать вывод о зависимости давления от температуры воздуха.
Таким образом, верны утверждения 1 и 4.

Ответ: 14.

1.  Газ совершает работу на участке 1–2 и над газом производят работу на участке 3–4. Площадь под участком 3–4 больше площади под участком 1–2, поэтому работа, совершенная газом за цикл, отрицательна.
2.  Процесс 2–3  — изохорный.
3.  Процессы 4–1 и 2–3  — изохорные, работа на них не совершается. То есть работа одинакова и равна нулю на обоих участках.
4.  Из уравнения Менделеева  — Клапейрона $T = $\frac{1}{\nu R}$ pV$ Найдем отношение температур в точках 1 и 3: $\frac{T_3}{T_1} = $\frac{p_3V_3}{p_1V_1}$ = $\frac{2p_0 \cdot 2V_0}{p_0V_0}$ = 4$
5.  Из уравнения Менделеева  — Клапейрона $T = $\frac{1}{\nu R}$ pV$ Найдем отношение температур в точках 2 и 4: $\frac{T_4}{T_2} = $\frac{p_4V_4}{p_2V_2}$ = $\frac{2p_0 \cdot V_0}{p_0 \cdot 2V_0}$ = 1$ То есть температуры газа в этих точках равны.

Таким образом, верны утверждения 2 и 4.

Ответ: 24.

Вначале сосуде находилась смесь 1 моль водорода и 1 моль гелия. После выпускания половины содержимого сосуда в нем стало 0,5 моль водорода и 0,5 моль гелия. Затем в сосуд добавили 1 моль водорода, в нем стало 1,5 моль водорода и 0,5 моль гелия. Объем сосуда и температура по условию постоянны.

1.  Количество водорода увеличилось, значит, его парциальное давление увеличилось.
2.  Общее количество вещества одинаково (2 моль), давление смеси газов в сосуде не изменилось.
3.  Количество гелия уменьшилось, значит, его концентрация уменьшилась.
4.  В начале опыта количество вещества водорода и гелия было одинаковым, концентрации газов были одинаковые.
5.  Молярные массы водорода и гелия разные, при одинаковом количестве вещества массы газов были разными.
Верны второе и четвертое утверждения.

Ответ: 24.

Вначале сосуде находилась смесь 1 моль водорода и 1 моль гелия. После выпускания половины содержимого сосуда в нем стало 0,5 моль водорода и 0,5 моль гелия. Затем в сосуд добавили 1 моль гелия, в нем стало 0,5 моль водорода и 1,5 моль гелия. Объем сосуда и температура по условию постоянны.

1.  Количество водорода уменьшилось, значит, его парциальное давление уменьшилось.
2.  Общее количество вещества одинаково (2 моль), давление смеси газов в сосуде не изменилось.
3.  Количество водорода уменьшилось, значит, его концентрация уменьшилась.
4.  В начале опыта количество вещества водорода и гелия было одинаковым, концентрации газов были одинаковые.
5.  Молярная масса гелия больше, чем у водорода, при одинаковом количестве вещества масса гелия больше.
Верны первое и пятое утверждения.

Ответ: 15.

После уменьшения объема в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась в 2 раза и стала 80%. Когда объем стал в 2,5 раза меньше первоначального, относительная влажность достигла 100%, после чего водяные пары начинали конденсироваться на стенках. При дальнейшем уменьшении объема давление водяных паров оставалось постоянным. В конечном состоянии не весь пар в сосуде сконденсировался.
Верны первое и четвертое утверждения.

Ответ: 14.

После уменьшения объема в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась до 100%, пар стал насыщенным, после чего водяные пары начинали конденсироваться на стенках. При дальнейшем уменьшении объема давление и плотность водяных паров оставались постоянными. В конечном состоянии объем вдвое меньше объема, когда пар стал насыщенным, значит, сконденсировалась половина пара.
Верны второе и пятое утверждения.

Ответ: 25.

График 1 находится выше графика 2, значит, процесс 1 идет при более высокой температуре. В изотермическом процессе внутренняя энергия идеального газа не изменяется. Исходя из направления стрелки, видно, что объем в процессе 1 увеличивается.
Верны третье и пятое утверждения.

Ответ: 35.

Из таблицы видно, что при увеличении температуры холодильника КПД уменьшается. 1  — неверно.
КПД тепловой машины может быть найден по формуле:

$\eta= $\frac{T_н - T_х}{T_н}$ =1 - $\frac{T_х}{T_н}$ = сильно T_н= $\frac{T_х}{1 - \eta}$ = $\frac{300}{1 - 0,7}$ =1000К$

При температуре холодильника $T_х=0 ^{\circ} С=273К$ КПД тепловой машины будет меньше 100%. 4  — неверно.
При температуре холодильника 650 К данный цикл будет иметь КПД $\eta= $\frac{T_н - T_х}{T_н}$ =35 \%$

Ответ: 25.

Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением $\varphi = $\frac{p}{p_н. п.}$ \cdot 100 \%$
Проверим правильность утверждений.
1.  Так как парциальное давление во вторник было ниже, чем в среду, то относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение 1  — верно.
2.  Согласно уравнению Менделеева  — Клапейрона, при = й температуре и одинаковом объеме большему давлению отвечает большая масса газа. Утверждение 2  — неверно.
3.  Так как различается масса водяных паров, содержащихся в воздухе в эти дни, то и плотность водяных паров будет различна во вторник и среду. Утверждение 3  — неверно.
4.  При неизменности температуры, давление насыщенного пара остается постоянным. Утверждение 4  — неверно.
5.  Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение 5  — верно.

Ответ: 15.