[рис.] На VT-диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялись давление газа p и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа $\overlineE_к$ на каждом из трёх участков 1–2, 2–3, 3–4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
В процессе 1–2 абсолютная температура газа не изменялась. Соответственно, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул $\overlineE_к= $\frac{3}{2}$ kT$ также не изменялась. Объем газа уменьшился. При изотермическом процессе согласно закону Бойля — Мариотта $pV=const$ давление газа увеличилось.
В процессе 2–3 зависимость объема от температуры прямая пропорциональная, так как графиком является прямая, проходящая через начало координат. Следовательно, процесс изобарный, давление не меняется. При этом абсолютная температура газа уменьшается, следовательно, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул $\overlineE_к= $\frac{3}{2}$ kT$ также уменьшилась.
В процессе 3–4 не изменяется объем, абсолютная температура газа увеличилась. Следовательно, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул $\overlineE_к= $\frac{3}{2}$ kT$ также увеличилась. При изохорном нагревании согласно закону Шарля $\frac{p}{T} =const$ значит, давление увеличилось.
Ответ: средняя кинетическая энергия движения молекул в 1–2 не менялась, в 2–3 уменьшилась, в 3–4 увеличилась; давление газа в 1–2 увеличилось, в 2–3 не изменялось, в 3–4 увеличилось.
В процессе 2–3 зависимость объема от температуры прямая пропорциональная, так как графиком является прямая, проходящая через начало координат. Следовательно, процесс изобарный, давление не меняется. При этом абсолютная температура газа уменьшается, следовательно, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул $\overlineE_к= $\frac{3}{2}$ kT$ также уменьшилась.
В процессе 3–4 не изменяется объем, абсолютная температура газа увеличилась. Следовательно, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул $\overlineE_к= $\frac{3}{2}$ kT$ также увеличилась. При изохорном нагревании согласно закону Шарля $\frac{p}{T} =const$ значит, давление увеличилось.
Ответ: средняя кинетическая энергия движения молекул в 1–2 не менялась, в 2–3 уменьшилась, в 3–4 увеличилась; давление газа в 1–2 увеличилось, в 2–3 не изменялось, в 3–4 увеличилось.
Правильный ответ:
средняя кинетическая энергия движения молекул в 1–2 не менялась, в 2–3 уменьшилась, в 3–4 увеличилась; давление газа в 1–2 увеличилось, в 2–3 не изменялось, в 3–4 увеличилось
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 107879 • Задание №23
В ходе адиабатного процесса над идеальным одноатомным газом была совершена работа 1495,8 Дж. В результате темп...
ID 108544 • Задание №25
Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного с...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи
| 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи
| 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...