Задание 9 ЕГЭ по физике · задача 76FFD5
|
|
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах рТ, где р давление газа, Т абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы на графике.
| 1) | Газ за цикл совершает положительную работу. | |
| 2) | В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты. | |
| 3) | В процессе ВС внутренняя энергия газа уменьшается. | |
| 4) | В процессе С D над газом совершают работу внешние силы. | |
| 5) | В процессе DA газ изотермически расширяется. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 12 (верны: 1, 2)
Разбор
Цикл $A\!-\!B\!-\!C\!-\!D\!-\!A$ в осях $p$–$T$. Вертикальные отрезки $B\!-\!C$ и $D\!-\!A$ — изотермы ($T=$const); наклонные $A\!-\!B$ и $C\!-\!D$ — прямые, проходящие через начало координат, т.е. изохоры ($V=$const). Таким образом: $A\to B$ — изохорный нагрев, $B\to C$ — изотермическое расширение, $C\to D$ — изохорное охлаждение, $D\to A$ — изотермическое сжатие. 1: на $p$–$V$-диаграмме этот цикл обходится по часовой стрелке $\Rightarrow$ работа газа за цикл положительна — верно. 2: в процессе $A\to B$ ($V=$const) температура растёт $\Rightarrow Q = \Delta U = \tfrac32\nu R\,\Delta T > 0$ — газ получает положительное количество теплоты — верно. 3 неверно: $B\to C$ — изотерма, $\Delta U = 0$. 4 неверно: $C\to D$ — изохора, объём не меняется, внешние силы работы не совершают. 5 неверно: $D\to A$ — изотермическое сжатие ($p$ растёт, $V$ убывает), а не расширение. Ответ: 12.
Типичные ошибки: знак теплоты — по первому началу $Q = \Delta U + A_\text{газа}$; для одноатомного газа $U = \tfrac32\nu RT$, $C_V = \tfrac32 R$, $C_p = \tfrac52 R$; работа газа за цикл равна площади петли на $p$–$V$; на изотерме $\Delta U = 0$, на адиабате $Q = 0$; КПД цикла $\eta = A_\text{цикла}/Q_\text{получ}$, где $Q_\text{получ}$ — сумма только положительных теплот.
Типичные ошибки: знак теплоты — по первому началу $Q = \Delta U + A_\text{газа}$; для одноатомного газа $U = \tfrac32\nu RT$, $C_V = \tfrac32 R$, $C_p = \tfrac52 R$; работа газа за цикл равна площади петли на $p$–$V$; на изотерме $\Delta U = 0$, на адиабате $Q = 0$; КПД цикла $\eta = A_\text{цикла}/Q_\text{получ}$, где $Q_\text{получ}$ — сумма только положительных теплот.