Задание № 4323 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}.

Как изменилась температура газа в опыте 2?

  1. AУвеличилась на 50 К
  2. BУменьшилась на 50 К
  3. CНе изменилась
  4. DУменьшилась на 75 К
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • BУменьшилась на 50 К

Разбор

При адиабатном процессе Q=0Q=0, поэтому ΔU=−A=−1245\Delta U=-A=-1245 Дж. Из ΔU=32νRΔT\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T получаем ΔT=−12451,5⋅2⋅8,3=−124524,9=−50\Delta T=\frac{-1245}{1,5\cdot 2\cdot 8,3}=\frac{-1245}{24,9}=-50 К. Температура уменьшилась на 50 К. Значение «75 К» получается, если забыть множитель 32\frac{3}{2} в формуле внутренней энергии. Температура не остаётся постоянной, так как газ совершает работу за счёт внутренней энергии.

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