Задание 9 ЕГЭ по физике · задача EF8EA0
|
|
При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 303 К, а в части Б равна 20 ° С. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.
| 1) | Температура газа в части Б повысилась. | |
| 2) | Внутренняя энергия газа в части А не изменилась. | |
| 3) | При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал. | |
| 4) | Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К. | |
| 5) | В результате теплообмена газ в сосуде А совершил работу. |
Показать ответ и разбор
Разбор
Газ в А нагрет сильнее (303 К > 293 К), тепло начнёт перетекать через проводящую перегородку из А в Б. Температура в Б будет расти — утверждение 1 верно.
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. В А температура падает, значит $U_{\text{A}}$ уменьшается — утверждение 2 неверно.
Тепло течёт от горячего к холодному: А отдаёт теплоту, Б получает. Утверждение 3 говорит обратное — неверно.
Поскольку количества газа и объёмы одинаковы, равновесие наступит при средней температуре $(303 + 293)/2 = 298$ К. Утверждение 4 верно.
Перегородка неподвижна, объёмы не меняются — работа газа равна нулю в обеих частях. Утверждение 5 неверно.
Правильные утверждения: 1 и 4.