На рисунке 1 приведена зависимость концентрации n идеального одноатомного газа от его давления р в процессе 1–2–3. Количество вещества газа постоянно. Постройте график этого процесса в координатах p – V (V — объём газа). Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на рисунке 2. Построение объясните, опираясь на законы молекулярной физики.
[рис.]
Рис. 1
[рис.]
Рис. 2
[рис.]
Рис. 1
[рис.]
Рис. 2
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] 1. График процесса в координатах p – V имеет следующий вид (см. рис.).
2. Концентрация газа обратно пропорциональна его объёму: $n= \frac{N}{V}$ где N — число молекул газа. На участке 1–2 давление прямо пропорционально концентрации газа ( $\frac{p}{n} =const$ ), а так как $p=n k T$ то T = const, то есть процесс изотермический. В этом случае при N = const выполняется закон Бойля-Мариотта: pV = const. Так как концентрация увеличивается в 2 раза, то объём газа в 2 раза уменьшается, а давление в 2 раза увеличивается. В координатах p – V график является гиперболой.
3. На участке 2–3 концентрация постоянна, значит, при N = const объем газа не меняется, процесс является изохорным нагреванием, в котором давление увеличивается в 2 раза. В координатах p – V. график представляет отрезок вертикальной прямой
2. Концентрация газа обратно пропорциональна его объёму: $n= \frac{N}{V}$ где N — число молекул газа. На участке 1–2 давление прямо пропорционально концентрации газа ( $\frac{p}{n} =const$ ), а так как $p=n k T$ то T = const, то есть процесс изотермический. В этом случае при N = const выполняется закон Бойля-Мариотта: pV = const. Так как концентрация увеличивается в 2 раза, то объём газа в 2 раза уменьшается, а давление в 2 раза увеличивается. В координатах p – V график является гиперболой.
3. На участке 2–3 концентрация постоянна, значит, при N = const объем газа не меняется, процесс является изохорным нагреванием, в котором давление увеличивается в 2 раза. В координатах p – V. график представляет отрезок вертикальной прямой
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 103727 • Задание №6
Тело бросили с горизонтальной площадки под углом 30° к горизонту с начальной скоростью 20 м/с. Затем бросок п...
ID 104561 • Задание №9
В двух сосудах одинакового объёма находятся разреженные газы. В первом сосуде находится 2 моль гелия при темпе...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: приведён схематический рисунок, изображающий график процесса, п. 1) и и полное верное объяснение (в данном случае: п. 1, 2) с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: связь между концентрацией газа и его объёмом, зависимость давления газа от его концентрации и температуры, закон Бойля-Мариотта) | 3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется 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 тому подобное.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и тому подобное).
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 нем 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 (в данном случае: приведён схематический рисунок, изображающий график процесса, п. 1) и и полное верное объяснение (в данном случае: п. 1, 2) с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: связь между концентрацией газа и его объёмом, зависимость давления газа от его концентрации и температуры, закон Бойля-Мариотта) | 3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется 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 тому подобное.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и тому подобное).
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 нем 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...