Работа газа задачи егэ

СДАМ ГИА:

РЕШУ ЕГЭ

Образовательный портал для подготовки к экзаменам

Физика

Физика

≡ Математика

Базовый уровень

Профильный уровень

Информатика

Русский язык

Английский язык

Немецкий язык

Французский язык

Испанский язык

Физика

Химия

Биология

География

Обществознание

Литература

История

Сайты, меню, вход, новости

СДАМ ГИАРЕШУ ЕГЭРЕШУ ОГЭРЕШУ ВПРРЕШУ ЦТ

Об экзамене

Каталог заданий

Варианты

Ученику

Учителю

Школа

Карточки

Справочник

Сказать спасибо

Вопрос — ответ

Чужой компьютер

Зарегистрироваться

Восстановить пароль

Войти через ВКонтакте

Играть в ЕГЭ-игрушку

Новости

10 марта

Как подготовиться к ЕГЭ и ОГЭ за 45 дней

6 марта

Изменения ВПР 2023

3 марта

Разместили утвержденное расписание ЕГЭ

27 января

Вариант экзамена блокадного Ленинграда

23 января

ДДОС-атака на Решу ЕГЭ. Шантаж.

6 января

Открываем новый сервис: «папки в избранном»

22 декабря

Открыли новый портал Решу Олимп. Для подготовки к перечневым олимпиадам!

4 ноября

Материалы для подготовки к итоговому сочинению 2022–2023

31 октября

Сертификаты для учителей о работе на Решу ЕГЭ, ОГЭ, ВПР

21 марта

Новый сервис: рисование

31 января

Внедрили тёмную тему!

НАШИ БОТЫ

Все новости

ЧУЖОЕ НЕ БРАТЬ!

Экзамер из Таганрога

10 апреля

Предприниматель Щеголихин скопировал сайт Решу ЕГЭ

Наша группа

Каталог заданий.
Работа идеального газа

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

1

Тип 9 № 1021

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в килоджоулях.)

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.6 Элементарная работа в термодинамике

Решение

·

·

Сообщить об ошибке · Помощь

2

Тип 9 № 1022

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в килоджоулях.)

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.6 Элементарная работа в термодинамике

Решение

·

·

3 комментария · Сообщить об ошибке · Помощь

3

Тип 9 № 1023

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в килоджоулях.)

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.6 Элементарная работа в термодинамике

Решение

·

·

Сообщить об ошибке · Помощь

4

Тип 9 № 1024

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в килоджоулях.)

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.6 Элементарная работа в термодинамике

Решение

·

·

1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь

5

Тип 9 № 1025

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в килоджоулях.)

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.6 Элементарная работа в термодинамике

Решение

·

·

Сообщить об ошибке · Помощь

Пройти тестирование по этим заданиям

О проекте · Редакция · Правовая информация · О рекламе

© Гущин Д. Д., 2011—2023

Источник

Задачи с графиками: работа газа и внутренняя энергия

Задачи средней сложности, для решения нужна только внимательность. Никаких «подвохов»- все математически четко и понятно.

Задача 1.

Температура идеального газа в состоянии 1 была . Чему равна температура в состоянии 3 после осуществления процесса 1-2-3, изображенного на диаграмме ? К.

К задаче 1

Процесс 1-2 – изохорный. Запишем закон Шарля.

Процесс 2-3 – не изотермический, поэтому просто запишем уравнение состояния:

Откуда

Ответ: 1800 К.

Задача 2.

Идеальный одноатомный газ, находящийся при нормальных условиях, переводят из состояния 1 в состояние 2 двумя способами: 1-3-2 и 1-4-2. Найдите отношение количеств теплоты, которые необходимо сообщить 1 кмоль газа в этих двух процессах.

К задаче 2

Рассмотрим переход 1-3-2. Процесс 1-3 – изохора, работа не совершается. Но температура растет, определим, как.

Процесс 3-2 – изобара. Работа в процессе 3-2 равна

Изменение температуры составило . Следовательно, можем определить изменение внутренней энергии:

Теперь найдем общее количество теплоты, переданное газу при таком переходе:

Процесс перехода 1-4-2 отличается только совершенной работой. Определим ее:

Определим отношение количеств теплоты:

Ответ: .

Задача 3.

Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве 1 моль, переводят из состояния 1 в состояние 4. Какое количество теплоты сообщили в этом процессе газу? Масса газа во время процесса не меняется.

К задаче 3

Определим сначала изменение внутренней энергии, для этого составим объединенный газовый закон для точек 1 и 4.

Изменение внутренней энергии равно

Теперь определим работу. Работу удобно определить как площадь под кривой процесса. Разобьем эту площадь на удобные «куски» — трапеции.

К задаче 3. Определяем работу

Теперь найдем общее количество теплоты, переданное газу:

Ответ: 1450 Дж.

Задача 4.

На рисунке представлена диаграмма цикла с одноатомным идеальным газом, взятым в количестве 0,3 моль. Участки и — адиабаты. Определите работу, совершенную газом на участке .

К задаче 4

Участок по условию – адиабата, то есть передачи тепла газу на этом участке не происходит, следовательно, работа будет совершена за счет «внутренних резервов» — то есть внутренней энергии. Нужно, следовательно, найти, как она изменилась.

Задачу можно решить двумя способами. Во-первых, просто определить температуры в точках и , это легко сделать из данных графика с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона, и затем посчитать . Но, так как , а ,то изменение внутренней энергии будет равно

Ответ: 1350 Дж.

Задача 5.

Один моль одноатомного идеального газа расширяется сначала изобарно, а затем по линейному закону, причем прямая линия проходит через начало координат . . Найдите , если количество тепла, сообщенное газу на участке 1-2, в 4 раза меньше работы, совершенной на участке 2-3.

К задаче 5

Определим количество тепла, сообщенное газу на участке 1-2, и работу, совершенную на участке 2-3.

Для изобарного процесса 1-2 запишем закон Гей-Люссака:

Откуда

Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно

Работа на этом участке равна площади под графиком, под участком 1-2:

Тогда тепло, переданное газу, равно

Теперь рассмотрим процесс 2-3. Нам нужно определить лишь работу газа на этом участке. Площадь под этим участком – трапеция, поэтому

Из подобия треугольников и запишем:

Тогда

Так как по условию , то

Так как , то

Сократим, что возможно:

Из первой записанной нами формулы (закона Гей-Люссака) следует, что

Тогда

Или

Введем замену :

Понятно, отрицательный корень нас не интересует.

Ответ: .

Источник

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

Работа идеального газа

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Ответ дайте в кДж.)

Работа газа – площадь под графиком: [A=p_1cdot(V_2-V_1)=10^5text{ Па}cdot(0,04text{ м$^3$}-0,02text{ м$^3$})=2000text{ Дж}=2text{ кДж}]

Ответ: 2

Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Какова работа, совершенная газом? (Ответ дать в джоулях.)

Первое начало термодинамики: [Q=Delta U+A] [A=Q-Delta U=300text{ Дж}-100text{ Дж}=200 text{ Дж}]

Ответ: 200

Идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Какова работа, совершенная газом? (Ответ дать в джоулях.)

Первое начало термодинамики: [Q=Delta U+A] [A=Q-Delta U=100text{ Дж}-(-100text{ Дж})=200 text{ Дж}]

Ответ: 200

На pV-диаграмме изображены циклические процессы, совершаемые идеальным газом в количестве 1 моль. Определите отношение работы газа в циклическом процессе ВСDВ к работе газа в циклическом процессе АВDFА.

[frac{A_{BCDB}}{A_{ABDFA}}=frac{0,5cdot3cdot5}{5cdot5-2cdot0,5cdot3cdot5}=0,75]

Ответ: 0,75

В некотором процессе газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное 10 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 30 кДж. Определите работу, которую совершили внешние силы, сжав газ. Ответ выразите в кДж.

Первое начало термодинамики: [Q=Delta U+A_{text{г}}] [A_{text{г}}=Q-Delta U]
Подставим исходные значения: [A_{text{г}}=Q-Delta U=-10text{ кДж}-30text{ кДж}=-40 text{ кДж}] [A_{text{вн.с.}}=-A_{text{г}}=40 text{ кДж}]

Ответ: 40

В цилиндр с подвижным поршнем накачали (nu = 2) моля идеального одноатомного газа при температуре (t_1 = 50) (^{circ}C). Накачивание вели так, что давление газа было постоянным. Затем накачку прекратили и дали газу в цилиндре расшириться без теплообмена с окружающей средой до давления p = 1 атм. При этом газ остыл до температуры (t_2 = 20) (^{circ}C). Какую суммарную работу совершил газ в этих двух процессах? В исходном состоянии цилиндр был пуст и поршень касался дна. Универсальная газовая постоянная (R = 8,3) Дж/(моль·К). Ответ дайте в кДж округлите до целых.

В первом процессе газ расширяется при постоянном давлении. От объема 0 до (V_1) [A_{1-2}=p(V_1-0)=pV_1=nu RT_1]
Без теплообмена с окружающей средой означает, что процесс – адиабатический [Q=Delta U+A_{2-3}=0] [A_{2-3}=-Delta U_{2-3}]
Подставим исходные значения: [A=A_{1-2}+A_{2-3}=nu RT_1+frac{3}{2}nu R(T_1-T_2)=] [=2text{ моль}cdot8,3text{ Дж/моль·К}cdot323text{ K}+frac{3}{2}cdot2text{ моль}cdot8,3text{ Дж/моль·К}cdot30{ K}approx 6000text{ Дж}approx 6 text{ кДж}]

Ответ: 6

С массой (m = 80) г идеального газа, молярная масса которого (M = 28) г/моль, совершается циклический процесс, изображенный на рисунке. Какую работу (A) совершает такой двигатель за один цикл, если (T_1 = 300) К, (T_2 = 1000) К, а при нагревании на участке 4 – 1 давление газа увеличивается в 2 раза? Универсальная газовая постоянная (R = 8,3) Дж/(моль·К). Ответ округлите до целых.

1-2 и 3-4 – изобарные процессы
2-3 и 4-1 – изохорные процессы
Перерисуем график в координатах (pV)
Так как 2-3 и 4-1 – изохорные процессы, то (Tsim p). Давление увеличивается в 2 раза, то температура увеличивается в 2 раза. Следовательно: [T_4=frac{T_1}{2}=150 text{ К}] [T_3=frac{T_2}{2}=500 text{ К}]
Работа газа цикл – площадь внутри графика в координатах (pV) [A=(p_1-p_4)cdot(V_2-V_1)=(2p_4-p_4)cdot(V_2-V_1)=p_4cdot(V_2-V_1)=p_4V_2-p_4V_1]
Подставим исходные значения,переведя все единицы в систему СИ: [A=p_4V_2-p_4V_1=nu RT_3-nu RT_4=nu R(T_3-T_4)=frac{m}{M}R(T_3-T_4)=] [=frac{0,08text{ кг}}{0,028text{ кг/моль}}cdot8,31text{ Дж/(моль$cdot$ К)}cdot(500 text{ К} — 150 text{ К})= 8310 text{ Дж}]

Ответ: 8310

Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ

Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ

Источник

Термодинамика. Работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины

В. З. Шапиро

Девятое задание ЕГЭ по физике проверяет знания по разделам «Молекулярная физика» и «Термодинамика». Это задание базового уровня. В нём отсутствует возможность выбора ответа. Особое внимание надо уделить теме «Насыщенный пар. Относительная влажность воздуха». Качественное понимание всех происходящих процессов приведет к правильному решению задачи.

1. Относительная влажность воздуха в сосуде, закрытом поршнем, равна 40%. Во сколько раз необходимо уменьшить объём сосуда, чтобы водяной пар в нём стал насыщенным?

Ответ: в___________________________ раз(а).

Необходимая теория: Насыщенный пар

Относительная влажность равна 100% в случае, если водяной пар становится насыщенным. Увеличение влажности при постоянной температуре происходит из-за роста парциального давления водяного пара. Это давление растет с уменьшением объёма сосуда.

Относительная влажность равна 100% в случае, если водяной пар становится насыщенным. Увеличение влажности при постоянной температуре происходит из-за роста парциального давления водяного пара. Это давление растет с уменьшением объёма сосуда.

$varphi = frac{p}{p_0}cdot 100% .$ Отношение влажностей воздуха будет равно обратному отношению объемов сосуда. $frac{varphi _2}{varphi _1}=frac{V_1}{V_2}; frac{V_1}{V_2}=frac{100%}{40%}=2,5.$

Ответ: в 2,5 раза.

У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя 327°С, а температура холодильника 27°С. Определите КПД теплового двигателя.

Ответ: ___________________________ %.

Необходимая теория: Тепловые машины

Формула для расчета КПД идеальной машины имеет вид: подставим сюда данные из условия задачи, переведя температуру в градусы Кельвина.

Секрет решения: В формуле для расчета КПД идеальной тепловой машины необходимо переводить температуру в градусы Кельвина. Если в числителе разность температур по обеим шкалам одинаковая, то в знаменателе температура должна быть строго по абсолютной шкале.

3. На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3 кДж. На сколько в результате этого увеличилась его внутренняя энергия?

Ответ: на ___________________________ кДж

Необходимая теория: Первый закон термодинамики

Для решения задачи необходимо применить первый закон термодинамики

Так как график проходит через начало координат, то он характеризует изохорный процесс (V = const). При этом процессе газ работу не совершает, работа внешних сил также равна нулю. Поэтому первый закон термодинамики принимает вид Так как газ получил 3 кДж теплоты, то оно полностью пошло на изменение его внутренней энергии.

Ответ: 3 кДж.

4. На pV-диаграмме (см. рисунок) показано, как изменялось давление газа при его переходе из состояния 1 в состояние 3. Каково отношение $frac{A_{12} }{A_{23} }$ работ газа в процессах 1–2 и 2–3?

На pV-диаграмме работа, совершенная газом, численно равна площади под графиком. На участке 1-2 надо найти площадь прямоугольника, на участке 2-3 площадь трапеции.

$A_{12 }= 1cdot 2 = 2; A_{23} = frac{1+3}{2}cdot 2=4. frac{A_{12}}{A_{23}}= frac{2}{4}=0,5.$

Ответ: 0,5.

Понимание того, как термодинамические процессы изображаются на графиках, необходимо при решении задач, и особенно задач второй части. Любой график – это тот же самый текст, только имеющий другой вид (форму).

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Задание 9 ЕГЭ по физике» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
09.03.2023

Источник

В задании №9 ЕГЭ по физике необходимо продемонстрировать знания в области такого раздела физики, как термодинамика. Работа идеального газа, КПД тепловых машин, циклы — вот, что ждет нас в девятом задании.

Задание EF17966

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа от объёма. Работа, совершённая при этом газом, равна

Ответ:

а) р₀V₀

б) 2р₀V₀

в) 4р₀V₀

г) 6р₀V₀

Алгоритм решения

1.Определить, на каком участке графика совершается работа.

2.Записать геометрический смысл работы.

3.Извлекая данные из графика, вычислить работу, совершенную газом.

Решение

Работа совершается только тогда, когда газ меняет объем. Поэтому работа совершается только на участке 1–2.

Работа идеального газа равна площади фигуры, заключенной под графиком термодинамического процесса в координатах (p, V).

Давление газа при этом равно 2p₀, а объем равен разности 2V₀ и V₀. Следовательно, работа, совершенная газом, будет равна произведению:

A=2p0(2V0−V0)=2p0V0

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17562

Газу передали изохорно количество теплоты 300 Дж. Как изменилась его внутренняя энергия в этом процессе?

Ответ:

а) увеличилась на 300 Дж

б) уменьшилась на 300 Дж

в) увеличилась на 600 Дж

г) уменьшилась на 600 Дж

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Записать первое начало термодинамики.

3.Установить, как меняется внутренняя энергия идеального газа.

Решение

Запишем исходные данные:

• Количество теплоты, переданное газу: Q = 300 Дж.

Первое начало термодинамики:

ΔU=Q+A

Так как по условию задачи это изохорный процесс, то работа равна 0. Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно количеству теплоты:

ΔU=Q=300 (Дж)

Ответ: а

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17597

Находясь в цилиндре двигателя, газ получил от нагревателя количество теплоты, равное 10 кДж. Затем он расширился, совершив работу 15 кДж. В результате всех этих процессов внутренняя энергия газа уменьшилась на

Ответ:

а) 5 кДж

б) 10 кДж

в) 15 кДж

г) 25 кДж

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Записать первое начало термодинамики.

3.Установить, как меняется внутренняя энергия идеального газа.

Решение

Запишем исходные данные:

• Количество теплоты, переданное газу: Q = 10 кДж.

• Работа, совершенная газом: A = 15 кДж.

Первое начало термодинамики:

ΔU=Q+A

В этой формуле за работу принимается та работа, что совершается над газом. Но в данном случае газ сам совершает работу. Поэтому первое начало термодинамики примет вид:

ΔU=Q−A=10−15=−5 (кДж)

Знак «–» указывает на то, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 5 кДж.

Ответ: а

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18994

Рабочее тело идеальной тепловой машины с КПД, равным 0,25, за цикл своей работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 8 Дж. Какова работа, совершаемая за цикл этой машиной?

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Записать формулу КПД тепловой машины.

3.Записать решение в общем виде.

4.Выполнить вычисление искомой величины.

Решение

Запишем исходные данные:

• КПД тепловой машины: η = 0,25.

• Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл: Q = 8 Дж.

Формула КПД тепловой машины:

η=AQ

Отсюда:

Ответ: 2

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Источник

Работа и внутренняя энергия идеального газа (задачи)

Задачи на внутреннюю энергию или работу идеального газа определить достаточно просто: в задаче в качестве дано или найти присутствуют эти параметры. Соответственно для решения необходимо знание формул для работы идеального газа и его внутренней энергии. Часто помогает и уравнение Менделеева-Клапейрона.

Важно: не стоит забывать, что температура в разделе термодинамика и молекулярная физике обязательно должна иметь размерность кельвин:

$displaystyle T(K)=t({}^{{}^circ }C)+273$

где
- — температура в кельвинах,
- $displaystyle t({}^{{}^circ }C)$ — температура в цельсиях.

Определите внутреннюю энергию аргона массой…
Газ, давление которого, изобарно расширяется. При этом сила…
Определите приращение внутренней энергии идеального газа…
Идеальный одноатомный газ занимает объём…
Масса гелия 1,0 кг, его давление 90 кПа…
При температуре внутренняя энергия идеального одноатомного газа…
При изобарном увеличении температуры азота на…
Идеальный газ определённой массы при температуре…
Гелий, взятый в количестве моль, изобарно расширяется…

Добавить комментарий

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 68.8%
Ответом к заданию 8 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Разбор сложных заданий в тг-канале

Задачи для практики

Задача 1

Газ, находящийся в теплоизолированном цилиндре с подвижным поршнем, получает от нагревателя количество теплоты, равное 200 Дж. Поршень при этом, преодолевая сопротивление 800 Н, переместился на 10 см. Насколько изменилась внутренняя энергия газа? В ответе запишите на сколько (Дж).

Решение

Дано:

$Q=200$Дж

$F=800$Н

$∆x=0.1$м

$∆U-?$

Решение:

Запишем I начало термодинамики: $Q=A+∆U$(1), где $A=F·∆x$(2) — работа газа, $∆U$ — изменение внутренней энергии газа. Тогда из (1) с учетом (2) имеем: $∆U=Q-A=Q-F·∆x=200-800·0.1=200-80=120$Дж.

Ответ: 120

Задача 2

В цилиндре под поршнем находится 2 кг воздуха (молярная масса μ = 0,029 кг/моль) при 20◦С под давлением 1 МПа. Чему равна работа при изобарном нагревании воздуха до 100◦С? Ответ выразите в (кДж), округлив до десятых.

Решение

Дано:

$m=2$кг

$μ=0.029$кг/моль

$t_1=20°C$

$t_2=100°C$

$p=10^6$Па

$R=8.31$Дж/моль·К

$A-?$

Решение:

Работа в изобарном процессе определяется выражением: $A=p·∆V$(1), где $p$ — давление, $∆V$ — изменение объема.

Запишем уравнение Менделеева-Клайперона: $p∆V={m}/{μ}R∆T$(2), учитывая, что $∆T=∆t=t_2-t_1=100°C-20°C=80K$ (изменение температуры в °C и в К имеет одинаковое значение).

Подставим (2) в (1), получим: $A=p·∆V={m}/{μ}R∆T={2·8.31·80}/{0.029}=45848.275=45.8$кДж.

Ответ: 45.8

Задача 3

Температуры нагревателя и холодильника у идеального двигателя соответственно равны 427◦C и 27◦C . Какую работу совершает двигатель за один цикл, если он получает от нагревателя в течение цикла количество теплоты равное 7000 Дж? Ответ выразите в (кДж).

Решение

Дано:

$t_н=427°C$

$t_х=27°C$

$Q_н=7000$Дж

$A-?$

Решение:

КПД двигателя определяется выражением: $η={T_н-T_x}/{T_н}={A}/{Q_н}$(1), где $T_н=t_н+273K=427+273=700K; T_x=t_x+273=27+273=300K$, абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Из (1) выразим работу двигателя А: $A={(T_н-T_x)·Q_н}/{T_н}={(700-300)·7000}/{700}=4000=4$кДж.

Ответ: 4

Задача 4

Какую работу совершит газ, расширяясь при постоянном давлении 304 кПа от объёма 3 л до объёма 18 л? Ответ выразите в (кДж) и округлите до сотых.

Решение

Дано:

$p=304·10^3$Па

$V_1=3·10^{-3}м^3$

$V_2=18·10^{-3}м^3$

$A-?$

Решение:

Работа газа определяется выражением: $A=p·∆V=p·(V_2-V_1)=304·10^3·(18·10^{-3}-3·10^{-3})=304·10^3·15·10^{-3}=4560=4.56$кДж.

Ответ: 4.56

Задача 5

В закрытом сосуде под поршнем находится водяной пар при температуре 100◦С под давлением 40 кПа. Каким станет давление пара в сосуде, если объём пара в нём изотермически уменьшить в 1,5 раза за счёт движения поршня? Ответ выразите в (кПа).

Решение

Дано:

$T_1=100°С$

$P_1=40$кПа

$T=const$

$V_2={V_1}/{1.5}$

$P_2-?$

Решение:

По закону Менделеева-Клайперона $P_1·V_1=P_2·V_2⇒P_2={P_1·V_1}/{V_2}=40·1.5=60$кПа.

Ответ: 60

Задача 6

Тепловая машина имеет КПД 25%. Найдите среднюю мощность передачи теплоты холодильнику, если рабочее тело машины за 10 с получает от нагревателя 30 кДж теплоты. Ответ выразите в (кВт).

Решение

Дано:

$η=0.25$

$t=10c$

$Q_н=30$кДж

$P_x-?$

Решение:

$P_н={Q_н}/{t}={30}/{10}=3$кВт.

$η={P_н-P_x}/{P_н}·100$.

$P_x=P_н-η·P_н=3-0.75=2.25$кВт.

Ответ: 2.25

Задача 7

КПД идеального двигателя внутреннего сгорания равен 60%. Определите температуру в камере сгорания двигателя, если температура струи, выходящей из его сопла, составляет 727◦С. Ответ выразить в (K).

Решение

Дано:

$η=0.6$

$T_{вых}=727+273=1000К$

$T_н-?$

Решение:

$η={T_н-T_x}/{T_н}$ для тепловой машины определяем $T_н$.

$0.6={T_н-1000}/{T_н}; T_н={1000}/{0.4}=2500K$.

Ответ: 2500

Задача 8

У работающего по циклу Карно теплового двигателя температура нагревателя 400 К, а температура холодильника 150 К. Найдите коэффициент полезного действия этого двигателя. Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$T_н=400K$

$η-?$

$T_x=150K$

Решение:

Для цикла Карно справедливо уравнение $η={T_н-T_x}/{T_н}·100%={400-150}/{400}·100%=62.5%$

Ответ: 62.5

Задача 9

Температура нагревателя идеального теплового дивгателя 177◦С. Определите температуру холодильника, если известно, что коэффициент полезного действия этого двигателя равен 45%. Ответ выразите в (К).

Решение

Дано:

$T_н=177°C$

$η=45%$

$T_x-?$

Решение:

Из теории о теплообмене $η={T_н-T_x}/{T_н}·100%$

Обязательно переводим температуру в К: $T_н=177+273=450K$

$0.45={450-T_x}/{450}⇒T_x=247.5K$

Ответ: 247.5

Задача 10

На рисунке показана зависимость давления идеального газа от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Найдите, чему равно отношение работ газа ${A_{12}}/{A_{23}}$.

Решение

Дано:

${A_{12}}/{A_{23}}-?$

Решение:

Воспользуемся соотношением площадей под графиком ${S_{12}}/{S_{23}}={14}/{8}=1.75$.

Ответ: 1.75

Задача 11

Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы отдаёт холодильнику 100 Дж теплоты. Какое количество теплоты за цикл получает машина от нагревателя? Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$η=60%$

$Q_x=100$Дж

$Q_н-?$

Решение:

1) Из теории о тепловых машинах $η={Q_н-Q_x}/{Q_н}·100%$.

$100=Q_н·0.4$

$0.6=1-{100}/{Q_н}$

$Q_н=250$Дж

Ответ: 250

Задача 12

Идеальный газ совершил работу 100 Дж и отдал при этом количество теплоты 300 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия? В ответе запишите на сколько уменьшилась (Дж).

Решение

Дано:

$A=100$Дж

$Q=-300$Дж

Решение:

По первому началу термодинамики $Q=∆U+A$. Следовательно $∆U=Q-A=(-300)-100=-400$Дж. Знак минус говорит о том, что внутренняя энергия уменьшилась на 400 Дж

Ответ: 400

Задача 13

Рабочее тело идеальной тепловой машины за один цикл получает от нагревателя теплоту 1000 Дж. Температура нагревателя 500 К, температура холодильника 200 К. Какую работу совершает рабочее тело за один цикл? Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$Q_н=1000$Дж

$T_н=500$К

$T_x=200$К

Решение:

$A=Q_н-Q_x$

$η={T_н-T_x}/{T_н}={Q_н-Q_x}/{Q_н}$ по формуле из основы теплообмена.

$A={(T_н-T_x)Q_н}/{T_н}={300·1000}/{500}=600$Дж.

Ответ: 600

Задача 14

Вычислите работу идеального газа при совершении им кругового процесса, изображённого на рисунке. Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$А-?$

Решение:

Из графика очевидно: $A=A_{12}+A_{23}+A_{31}$

$A_{23}=0$, т.к. нет изменения $V$.

$A_{12}=p∆V=5·10^5·2·10^{-3}=10^3$

$A_{31}={1}/{2}(2·10^5+5·10^5)·2·10^{-3}=-7·10^2$

$A=A_{12}-A_{31}=1000-700=300$Дж.

Ответ: 300

Задача 15

В некотором процессе газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное 10 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 30 кДж. Определите работу, которую совершили внешние силы, сжав газ. Ответ выразить в (кДж).

Решение

Дано:

$Q=10$кДж

$∆U=30$кДж

$A-?$

Решение:

Первое начало термодинамики говорит о том, что количество $Q$ сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии и на совершении работы над внешними телами $Q=∆U+A$

$A=Q-∆U=(-10)-30=-40$кДж.

Тогда работа внешних сил равна:$A’=-A=40$кДж

Ответ: 40

Задача 16

Двигатель внутреннего сгорания совершил работу, равную 27,6 МДж, и израсходовал при этом 3 л бензина. Вычислите КПД двигателя. Удельная теплота сгорания бензина равна 44 МДж/кг. Плотность бензина равна 700 кг/м³. Ответ округлите до целого. Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$A_n=27.6$МДж

$m_б=ρ_б·v_б$

$v_б=3$л

$r=44$МДж/кг

$ρ_б=700$кг/м$^3$

$η-?$

Решение:

$η={A_п}/{A_з}$ — полезная и затраченная работа.

$A_з=Q$(сгорание бензина)$=r·m_б=r·ρ_б·v_б$.

$η={27.6·10^6}/{44·10^6·700·3·10^{-3}}·100%=30%$

Ответ: 30

Задача 17

В цилиндре под поршнем находится гелий (одноатомный газ). Газ расширился при постоянном давлении, совершив работу 3 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу? Ответ выразите в (кДж).

Решение

Дано:

$A=3·10^3$Дж

$i=3$

$Q-?$

Решение:

Запишем I начало термодинамики для изобарного процесса (p=const): $Q=A+∆U$(1), где $A=p∆V$(2), $∆U={i}/{2}vR∆T$(3) — изменения внутренней энергии гелия. Исходя из уравнения Менделеева-Клайперона: $p∆V=vR∆T$(4), $∆U={i}/{2}p∆V={i}/{2}A$(5). Подставим (5) в (1): $Q=A+{i}/{2}A=A(1+{i}/{2})=A(1+{3}/{2})=5/2A$(6). Подставим числовые значения в (6): $Q=5/2·3·10^3=7.5кДж$

Ответ: 7.5

Задача 18

Работа газа в круговом процессе равна 900 кДж. Рассчитайте значение объёма V₀, если давление p₀ = 10⁵ Па. Ответ выразите в (м³).

Решение

Дано:

$p_0=10^5$Па

$A=9·10^5$Дж

$V_0-?$

Решение:

Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры кругового процесса. Найдем эту площадь: $A={(p_2-p_1)·(V_3-V_1)}/{2}$(1)

Подставим: $p_2=4p_0; p_1=p_0; V_3=4V_0; V_1=V_0$

$A={(4p_0-p_0)·(4V_0-V_0)}/{2}$

$2A=3p_0·3V_0$

$2A=9p_0V_0$

$V_0={2A}/{9p_0}$(2)

Подставим числовые значения в (2): $V_0={2·9·10^5}/{9·10^5}=2м^3$

Ответ: 2

Задача 19

Рассчитайте работу газа при переходе из состояния 1 в состояние 2, если давление p₀ = 10⁵ Па, а объём V₀ = 1 м³. Ответ выразите в (кДж).

Решение

Дано:

$p_0=10^5$Па

$V_0=1м^3$

$p_1=p_0$

$V_1=V_0$

$p_2=3p_0$

$V_2=5V_0$

$A_{12}-?$

Решение:

Поскольку работа газа в термодинамике численно равна площади под графиком:

Тогда имеем: $A_{12}=A_1+A_2={(3p_0-p_0)·(5V_0-V_0)}/{2}+(p_0-0)·(5V_0-V_0)={2p_0·4V_0}/{2}+p_0·4V_0=4p_0V_0+4p_0V_0=8p_0V_0$(1)

Подставим числовые значения в (1): $A_{12}=8·10^5·1=8·10^5=800$кДж.

Можно было сразу вычислить площадь трапеции, ответ получился бы точно такой же. Делайте, как вам удобнее)

Ответ: 800

Задача 20

Температура нагревателя идеальной тепловой машины в два раза больше температуры холодильника. Чему равен КПД цикла? Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$T_н=2T$

$T_x=T$

$η-$

Решение:

КПД цикла определяется по формуле: $η={T_н-T_x}/{T_н}·100%$(1), $T_н$ — температура нагревателя, $T_x$ — температура холодильника.

$η={2T-T}/{2T}·100%={T·100%}/{2T}=50%$

Ответ: 50

Рекомендуемые курсы подготовки

Источник

Работа учителя сочинение кратко

Пятый класс экзамен математика

Работа водителем сочинение

Работа учителя по подготовке к егэ по русскому языку в 11 классе

Пятый класс сочинение по картине решетникова мальчишки