Задание 9 ЕГЭ по физике · задача C5CA95
|
|
На рисунке в координатах р–Т , где р – давление газа, Т – абсолютная температура газа, показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.
| В процессе С D работа газа равна нулю. | |
| В процессе DA газ изотермически расширяется. | |
| В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты. | |
| В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся неизменной. | |
| Газ за цикл совершает работу, равную нулю. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 134 (верны: 1, 3, 4)
Разбор
Цикл $A\!-\!B\!-\!C\!-\!D\!-\!A$ в осях $p$–$T$. Наклонные $A\!-\!B$ и $C\!-\!D$ — прямые через начало координат (изохоры, $V=$const); вертикальные $B\!-\!C$ и $D\!-\!A$ — изотермы ($T=$const). 1: процесс $C\to D$ — изохора, объём не меняется $\Rightarrow$ работа газа равна нулю — верно. 3: процесс $A\to B$ — изохорный нагрев ($T$ растёт), $Q = \Delta U = \tfrac32\nu R\,\Delta T > 0$ — газ получает положительное количество теплоты — верно. 4: процесс $B\to C$ — изотерма, $T=$const $\Rightarrow$ внутренняя энергия не меняется — верно. 2 неверно: $D\to A$ — изотермическое сжатие ($p$ растёт, $V$ убывает), а не расширение. 5 неверно: за цикл газ совершает ненулевую работу (площадь петли на $p$–$V$). Ответ: 134.
Типичные ошибки: переводить $^\circ$C в кельвины в $pV = \nu RT$; в осях $p$–$T$ и $V$–$T$ прямая через начало координат — изохора/изобара; концентрация $n = N/V$, плотность $\rho = n m_0$; для влажного воздуха учитывать и парциальное давление сухого воздуха, и давление пара; при насыщении избыток пара конденсируется, $p = p_\text{нас} = \text{const}$; $\overline{E_k} = \tfrac32 kT$, $\upsilon_\text{кв} = \sqrt{3kT/m_0}$.
Типичные ошибки: переводить $^\circ$C в кельвины в $pV = \nu RT$; в осях $p$–$T$ и $V$–$T$ прямая через начало координат — изохора/изобара; концентрация $n = N/V$, плотность $\rho = n m_0$; для влажного воздуха учитывать и парциальное давление сухого воздуха, и давление пара; при насыщении избыток пара конденсируется, $p = p_\text{нас} = \text{const}$; $\overline{E_k} = \tfrac32 kT$, $\upsilon_\text{кв} = \sqrt{3kT/m_0}$.