Задание 10 ЕГЭ по физике · задача 4EE1A0
| 1) | увеличивается |
| 2) | уменьшается |
| 3) | не изменяется |
| Объём газа в ходе процесса 1–2 | Концентрация молекул газа в ходе процесса 2–3 |
Один моль идеального газа участвует в процессе 1–2–3, график которого изображён на рисунке в координатах p – T , где p – давление газа, T – абсолютная температура газа. Как изменяются объём газа V в ходе процесса 1–2 и концентрация молекул газа n в ходе процесса 2–3? Масса газа остаётся постоянной. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Показать ответ и разбор
Ответ: 23
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей. Графики изопроцессов часто вызывают путаницу, но если действовать по шагам и опираться на уравнение Менделеева-Клапейрона, всё становится прозрачным.
Шаг 1. Анализируем процесс 1–2
Посмотрим на график в координатах $p-T$. Участок 1–2 — это горизонтальная линия. Значит, давление $p$ остаётся постоянным (изобарный процесс). При этом стрелочка показывает, что температура $T$ уменьшается.
Вспомним уравнение Менделеева-Клапейрона: $pV = \nu RT$.
Выразим объём: $V = \frac{\nu R}{p} \cdot T$.
Так как масса газа постоянна ($\nu = const$), $R$ — константа, и давление $p$ тоже постоянно, то объём $V$ прямо пропорционален температуре $T$. Раз температура падает, значит, и объём уменьшается. Записываем цифру 2.
Шаг 2. Анализируем процесс 2–3
На участке 2–3 график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (если её мысленно продлить). В координатах $p-T$ такая прямая означает прямую пропорциональность между давлением и температурой: $p = k \cdot T$.
Снова смотрим на уравнение Менделеева-Клапейрона: $p = \frac{\nu R}{V} \cdot T$.
Чтобы зависимость была прямой линией из начала координат, коэффициент $\frac{\nu R}{V}$ должен быть постоянным. Это значит, что объём $V$ на участке 2–3 не меняется (изохорный процесс).
Нас спрашивают про концентрацию молекул $n$. Вспомним формулу: $n = \frac{N}{V}$, где $N$ — число молекул. Так как масса газа постоянна, число молекул $N$ не меняется. Объём $V$, как мы только что выяснили, тоже постоянен. Следовательно, концентрация молекул не изменяется. Записываем цифру 3.
Итог:
Объём газа в ходе процесса 1–2: уменьшается (2).
Концентрация молекул газа в ходе процесса 2–3: не изменяется (3).
Ответ: 23. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!
Шаг 1. Анализируем процесс 1–2
Посмотрим на график в координатах $p-T$. Участок 1–2 — это горизонтальная линия. Значит, давление $p$ остаётся постоянным (изобарный процесс). При этом стрелочка показывает, что температура $T$ уменьшается.
Вспомним уравнение Менделеева-Клапейрона: $pV = \nu RT$.
Выразим объём: $V = \frac{\nu R}{p} \cdot T$.
Так как масса газа постоянна ($\nu = const$), $R$ — константа, и давление $p$ тоже постоянно, то объём $V$ прямо пропорционален температуре $T$. Раз температура падает, значит, и объём уменьшается. Записываем цифру 2.
Шаг 2. Анализируем процесс 2–3
На участке 2–3 график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (если её мысленно продлить). В координатах $p-T$ такая прямая означает прямую пропорциональность между давлением и температурой: $p = k \cdot T$.
Снова смотрим на уравнение Менделеева-Клапейрона: $p = \frac{\nu R}{V} \cdot T$.
Чтобы зависимость была прямой линией из начала координат, коэффициент $\frac{\nu R}{V}$ должен быть постоянным. Это значит, что объём $V$ на участке 2–3 не меняется (изохорный процесс).
Нас спрашивают про концентрацию молекул $n$. Вспомним формулу: $n = \frac{N}{V}$, где $N$ — число молекул. Так как масса газа постоянна, число молекул $N$ не меняется. Объём $V$, как мы только что выяснили, тоже постоянен. Следовательно, концентрация молекул не изменяется. Записываем цифру 3.
Итог:
Объём газа в ходе процесса 1–2: уменьшается (2).
Концентрация молекул газа в ходе процесса 2–3: не изменяется (3).
Ответ: 23. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!