В цилиндрическом сосуде под поршнем находится жидкость

12. МКТ и Термодинамика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

В герметичном цилиндрическом сосуде под невесомым и свободно перемещающимся поршнем находится газ. Как изменится его объем (V) и количество вещества (nu), если внутри сосуда начать понижать температуру? Конденсацией пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Объем газа}&text{Количество вещества}\
hline
& \
hline
end{array}]

Количество вещества можно найти по формуле: [nu=dfrac{m}{M}] Т.к. по условию сосуд герметичный, а конденсацией можно пренебречь, масса газа (m) постоянна. Значит, количество вещества также постоянно.

Значит, исследуемый процесс — изобарный.
По закону Гей-Люссака: [dfrac{V}{T}=const~~~Rightarrow~~~Vsim T] Значит, при понижении температуры объем газа также будет уменьшаться.

Ответ: 23

В герметичном цилиндрическом сосуде при постоянной температуре находится газ. Как изменятся количество вещества (nu) и давление газа (p), если объем сосуда (V) начать уменьшать? Конденсацией пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Количество вещества}&text{Давление газа}\
hline
& \
hline
end{array}]

Значит, исследуемый процесс — изотермический.
По закону Бойля-Мариотта: [pV=cosnt ~~~Rightarrow~~~ psim dfrac{1}{V}] Значит, если объем (V) уменьшается, то давление (p) будет увеличиваться.

Ответ: 31

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Газ охлаждают. Как изменится в результате этого давление газа и его объем?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Давление газа}&text{Объем газа}\
hline
& \
hline
end{array}]

В процессе охлаждения поршень будет перемещаться, но в начальном и конечном состояниях (до и после нагревания) поршень покоится, а значит равнодействующая всех сил, действующих на него, равна 0. Отсюда делаем вывод, что давление до и после нагревания одинаково.
Значит, мы рассматриваем изобарный процесс.
По закону Гей-Люссака: [dfrac{V}{T}=const~~Rightarrow~~Vsim T] Значит, при понижении температуры понижается и объём.

Ответ: 32

Идеальный одноатомный газ постоянной массы переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. pT-диаграмму). Как в ходе этого процесса изменятся объём газа и его внутренняя энергия? В цилиндрическом сосуде под поршнем находится жидкость
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Объем}&text{Внутренняя энергия}\
text{газа}&text{газа}\
hline
& \
hline
end{array}]

По диаграмме можно определить, что рассматриваемый процесс — изохорный. Значит, объём газа в ходе процесса не изменяется.

Внутреннюю энергию газа можно найти по формуле: [U=dfrac{3}{2}nu RT,] где (nu=const), т.к. масса газа постоянна по условию.
Отсюда (U sim T). По диаграмме находим, что (T) в данном процессе уменьшается, значит и внутренняя энергия газа также уменьшается.

Ответ: 32

На рисунке показан процесс изменения состояния 1 моля одноатомного идеального газа ((U) — внутренняя энергия газа; (V) — занимаемый им объем). Как изменятся в ходе этого процесса давление и абсолютная температура газа? В цилиндрическом сосуде под поршнем находится жидкость
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Давление газа}&text{Температура газа}\
hline
& \
hline
end{array}]

Внутреннюю энергию газа можно найти по формуле: [U=dfrac{3}{2}nu RT,] Отсюда (U sim T). По диаграмме находим, что (U) в данном процессе увеличивается, значит и абсолютная температура газа также увеличивается.

Т.к. (U) связано с температурой линейно, то по диаграмме определяем: [dfrac{U}{V}=const~Rightarrow~dfrac{T}{V}=const] Значит рассматриваемый процесс — изобарный. А в изобарном процессе (p=const). Давление в ходе процесса не изменяется.

Ответ: 31

Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не изменяется. Как изменяются при этом объём газа и его внутренняя энергия? В цилиндрическом сосуде под поршнем находится жидкость
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Объем газа}&text{Внутренняя энергия газа}\
hline
& \
hline
end{array}]

Изменение внутренней энергии газа можно найти по формуле: [Delta U=dfrac{3}{2}nu Delta T,] где (nu=const), т.к. масса газа постоянна по условию.
По диаграмме видно, что температура газа постоянна, т.е. (Delta T=0). Значит внутренняя энергия газа не изменяется.

Т.к. по условию температура и масса газа не изменяются, рассматриваемый процесс является изотермическим.
По закону Бойля-Мариотта: [pV=const~Rightarrow~psimdfrac{1}{V}] По диаграмме определяем, что давление газа увеличивается. Значит, объем газа уменьшается.

Ответ: 23

В цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). В сосуд закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате этого давление газа и концентрация его молекул? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится жидкость

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Давление газа}&text{Концентрация молекул газа}\
hline
&\
hline
end{array}]

“Демоверсия 2017”

А) Поскольку поршень не закреплён, то давление газа равно сумме атмосферного давления и давления поршня, а значит, оно не зависит от количества вещества газа. Давление газа не изменится.

Б) По условию температура неизменна, значит, из уравнения состояния идеального газа: [p=nkT] концентрация молекул газа тоже не изменится.

Ответ: 33

Источник