Задание 7 ЕГЭ по физике · задача 5F4252
|
|
На pV-диаграмме представлен процесс 12, в котором участвует разреженный аргон
(p давление аргона, V его объём). Абсолютная температура газа в состоянии 1 равна 250 К. Какая абсолютная температура соответствует состоянию 2, если масса газа остаётся неизменной?
Показать ответ и разбор
Ответ: 500 К
Разбор
Читаем график. По рисунку видно, что процесс 1–2 идёт вертикально вверх: объём не меняется, $V_1 = V_2 = 3$ м³. Давления состояний снимаем со шкалы: $p_1 = 20$ кПа, $p_2 = 40$ кПа. Температура в состоянии 1 дана: $T_1 = 250$ К.
Выбираем закон. Масса газа постоянна, газ разреженный (идеальный), поэтому применимо уравнение объединённого газового закона (Клапейрона):
$\dfrac{p_1 V_1}{T_1} = \dfrac{p_2 V_2}{T_2}$.
Поскольку $V_1 = V_2$ (изохорный процесс), объёмы сокращаются — остаётся закон Шарля:
$\dfrac{p_1}{T_1} = \dfrac{p_2}{T_2}$.
Выражаем и считаем.
$T_2 = T_1 \cdot \dfrac{p_2}{p_1} = 250 \cdot \dfrac{40}{20} = 250 \cdot 2 = 500$ К.
Физический смысл: при постоянном объёме давление идеального газа прямо пропорционально абсолютной температуре. Давление выросло вдвое — значит, и температура выросла вдвое: с 250 К до 500 К. Всё сошлось.
Ответ: 500.
Выбираем закон. Масса газа постоянна, газ разреженный (идеальный), поэтому применимо уравнение объединённого газового закона (Клапейрона):
$\dfrac{p_1 V_1}{T_1} = \dfrac{p_2 V_2}{T_2}$.
Поскольку $V_1 = V_2$ (изохорный процесс), объёмы сокращаются — остаётся закон Шарля:
$\dfrac{p_1}{T_1} = \dfrac{p_2}{T_2}$.
Выражаем и считаем.
$T_2 = T_1 \cdot \dfrac{p_2}{p_1} = 250 \cdot \dfrac{40}{20} = 250 \cdot 2 = 500$ К.
Физический смысл: при постоянном объёме давление идеального газа прямо пропорционально абсолютной температуре. Давление выросло вдвое — значит, и температура выросла вдвое: с 250 К до 500 К. Всё сошлось.
Ответ: 500.