Задание 8 ЕГЭ по физике · задача 9C4910
|
|
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа ( V – объём газа, T – его абсолютная температура). На каком из участков процесса (1, 2, 3 или 4) работа газа положительна и равна полученному газом количеству теплоты?
Показать ответ и разбор
Ответ: 4
Разбор
На графике V(T) изображён прямоугольный цикл.
Разберём каждый участок:
• Участок 1: $V = const, T$ растёт $\to$ изобарно-изохорный нагрев. Работа газа $W = 0$.
• Участок 2: $T = const ($высокая), V уменьшается $\to$ изотермическое сжатие. Работа газа отрицательна.
• Участок 3: $V = const, T$ падает $\to$ охлаждение. $W = 0$.
• Участок 4: $T = const ($низкая), V увеличивается $\to$ изотермическое расширение.
Для идеального газа на изотерме $\Delta U = 0$, поэтому по первому началу термодинамики $Q = W ($где W — работа, совершаемая газом). Здесь W > 0, значит $Q = W$ > 0.
Именно на участке 4 работа газа положительна и равна полученному количеству теплоты.
Разберём каждый участок:
• Участок 1: $V = const, T$ растёт $\to$ изобарно-изохорный нагрев. Работа газа $W = 0$.
• Участок 2: $T = const ($высокая), V уменьшается $\to$ изотермическое сжатие. Работа газа отрицательна.
• Участок 3: $V = const, T$ падает $\to$ охлаждение. $W = 0$.
• Участок 4: $T = const ($низкая), V увеличивается $\to$ изотермическое расширение.
Для идеального газа на изотерме $\Delta U = 0$, поэтому по первому началу термодинамики $Q = W ($где W — работа, совершаемая газом). Здесь W > 0, значит $Q = W$ > 0.
Именно на участке 4 работа газа положительна и равна полученному количеству теплоты.