[рис.] Одно и то же постоянное количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же начального состояния p1, V1 до одного и того же конечного объёма V2 первый раз по изобаре 1–2, а второй — по адиабате 1–3 (см. рис.). Отношение количества теплоты Q12, полученного газом от нагревателя в ходе процесса 1–2, к модулю изменения внутренней энергии газа $\left|U_3 - U_1|$ в ходе процесса 1–3 = $\frac{Q_12}{\left|U_3 - U_1|} =k=5$ Чему = отношение x работы газа A12 в процессе 1–2 к работе газа A13 в процессе 1–3?
💡 Пошаговый разбор и решение:
По первому закону термодинамики для изобарного процесса $Q_12=A_12 + \Delta U_12$ где при изобарном процессе работа газа равна $A_12=p_1 ( V_2 - V_1 )$ изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа $\Delta U_12= $\frac{3}{2}$ p_1 ( V_2 - V_1 )$
Тогда получаем, что работа газа при изобарном процессе $A_12= $\frac{2}{5}$ Q_12$
При адиабатном расширении газа по первому закону термодинамики $Q_13=0=A_13 + \Delta U_13$ откуда работа газа при адиабатном расширении $A_13=|\Delta U_13|=|U_3 - U_1|$
По условию задачи $|U_3 - U_1|= \frac{Q_12}{k}$ откуда находим искомую величину:
$x= $\frac{A_12}{A_13}$ = \frac{$\frac{2}{5}$ Q_12 \cdot k,}{Q_12} = $\frac{2}{5}$ k= $\frac{2}{5}$ \cdot 5=2$
Ответ: $x=2$
Тогда получаем, что работа газа при изобарном процессе $A_12= $\frac{2}{5}$ Q_12$
При адиабатном расширении газа по первому закону термодинамики $Q_13=0=A_13 + \Delta U_13$ откуда работа газа при адиабатном расширении $A_13=|\Delta U_13|=|U_3 - U_1|$
По условию задачи $|U_3 - U_1|= \frac{Q_12}{k}$ откуда находим искомую величину:
$x= $\frac{A_12}{A_13}$ = \frac{$\frac{2}{5}$ Q_12 \cdot k,}{Q_12} = $\frac{2}{5}$ k= $\frac{2}{5}$ \cdot 5=2$
Ответ: $x=2$
Правильный ответ:
$x=2$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 107483 • Задание №21
Даны следующие зависимости величин:
А) Зависимость модуля скорости материальной точки от времени при торможен...
ID 109426 • Задание №34
Реостат с максимальным сопротивлением R подсоединен к клеммам батарейки с внутренним сопротивлением $дробь: чи...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, 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 решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, 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 №24 по предмету Физика:
ID 108096
Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу ...
ID 108097
Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса ге...
ID 108098
Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной част...
ID 108099
[рис.] Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M = 145 кг и объем V = 230 м3, наполняе...
ID 108100
[рис.] В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m = 10 кг ...