[рис.] На графике представлена зависимость давления p постоянного количества молей одноатомного идеального газа от плотности газа $\rho$ Опишите, как изменяются объем V и температура T газа в процессах 1–2 и 2–3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Плотность определяется формулой:
$\rho= $\frac{m}{V}$ , \qquad ( 1 )$
где m — масса газа, V — объём газа.
Уравнение Менделеева — Клапейрона:
$p V=\nu R T, \qquad ( 2 )$
где $\nu$ — количество вещества.
Выразим зависимость давления газа от плотности:
$p V= $\frac{m}{M}$ R T \Rightarrow p= $\frac{R T}{M}$ \rho, \qquad ( 3 )$
где M — молярная масса газа, m — масса газа.
В процессе 1–2 плотность не изменяется, значит, по формуле (1), объем тоже остается неизменным. Так как давление увеличивается, а объем не изменяется, по формуле (2), температура растет.
В процессе 2–3 плотность уменьшается, значит, по формуле (1), объем увеличивается. Так как давление и плотность уменьшаются пропорционально друг другу (продолжение графика проходит через начало координат), то по формуле (3), температура не изменяется.
Ответ: в 1–2 объем не изменялся, температура росла; в 2–3 объем увеличивался, температура не изменялась.
$\rho= $\frac{m}{V}$ , \qquad ( 1 )$
где m — масса газа, V — объём газа.
Уравнение Менделеева — Клапейрона:
$p V=\nu R T, \qquad ( 2 )$
где $\nu$ — количество вещества.
Выразим зависимость давления газа от плотности:
$p V= $\frac{m}{M}$ R T \Rightarrow p= $\frac{R T}{M}$ \rho, \qquad ( 3 )$
где M — молярная масса газа, m — масса газа.
В процессе 1–2 плотность не изменяется, значит, по формуле (1), объем тоже остается неизменным. Так как давление увеличивается, а объем не изменяется, по формуле (2), температура растет.
В процессе 2–3 плотность уменьшается, значит, по формуле (1), объем увеличивается. Так как давление и плотность уменьшаются пропорционально друг другу (продолжение графика проходит через начало координат), то по формуле (3), температура не изменяется.
Ответ: в 1–2 объем не изменялся, температура росла; в 2–3 объем увеличивался, температура не изменялась.
Правильный ответ:
в 1–2 объем не изменялся, температура росла; в 2–3 объем увеличивался, температура не изменялась
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 109346 • Задание №32
$Пи$ -мезон массой $2,4 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 28 правая круглая скобка кг$ распа...
ID 167048 • Задание №6
[рис.] Два шара одинаковым объемом полностью погружены в сосуд с водой. Один шар находится на глубине 10 см, д...
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...