Задание № 4322 по физике: Основы термодинамики

Основы термодинамикиПо тексту · среднее

Термодинамика в школьной лаборатории
В школьной лаборатории изучают газ и модель тепловой машины. В цилиндре под подвижным поршнем находится ν=2\nu = 2 моль гелия. Считайте гелий идеальным одноатомным газом. Трением и теплоёмкостью цилиндра пренебрегайте. Внутренняя энергия такого газа U=32νRTU=\frac{3}{2}\nu RT, уравнение состояния pV=νRTpV=\nu RT, R=8,3R=8,3 Дж/(моль·К).
Опыт 1. Газ медленно нагревают при постоянном давлении 200 кПа. Его объём увеличивается от 0,010 м³ до 0,025 м³.
Опыт 2. Затем газ расширяется адиабатно, то есть без теплообмена с окружающей средой, и совершает работу 1245 Дж.
Опыт 3. Исследуют модель тепловой машины. За один цикл рабочее тело получает от нагревателя 2000 Дж теплоты и совершает работу 500 Дж, остальную теплоту отдаёт холодильнику. Температура нагревателя 500 К, температура холодильника 300 К. Наибольший возможный КПД машины, работающей между этими температурами, равен ηmax=1−T2T1\eta_{max}=1-\frac{T_2}{T_1}.

Какое количество теплоты газ получает в опыте 1?

  1. A10 500 Дж
  2. B7500 Дж
  3. C3000 Дж
  4. D4500 Дж
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • B7500 Дж

Разбор

По первому закону термодинамики Q=ΔU+AQ=\Delta U + A. Работа газа A=pΔV=3000A=p\Delta V=3000 Дж. Так как pV=νRTpV=\nu RT, то νRΔT=pΔV=3000\nu R\Delta T=p\Delta V=3000 Дж. Изменение внутренней энергии ΔU=32νRΔT=32⋅3000=4500\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T=\frac{3}{2}\cdot 3000=4500 Дж. Тогда Q=4500+3000=7500Q=4500+3000=7500 Дж. Значение «4500 Дж» учитывает только изменение внутренней энергии, значение «3000 Дж» — только работу.

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Основы термодинамики»

Все 13 заданий темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Основы термодинамики»

13 заданий по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Из каких заданий
Сколько заданий