- Банк заданий
- Физика
- Задание 20868
Задание №20868 ЕГЭ по Физике
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах p – n, где p – давление газа, n – его концентрация. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.
Решение:
1) По первому закону термодинамики количество теплоты, которое получает газ, равно сумме изменения его внутренней энергии 
и работы газа A:
Концентрация молекул газа:
Где N - число молекул газа;
V - его объём.
Для идеального одноатомного газа внутренняя энергия:
Где v - количество моль газа.
По условию задачи N = const.
2) Так как на участке 1–2 концентрация газа не изменяется, то его объём постоянен (изохорный процесс), значит работа газа А = 0. В этом процессе давление газа растёт, согласно закону Шарля температура газа также растёт, т.е. его внутренняя энергия увеличивается: 
Значит, 
и газ получает тепло.
3) На участке 2–3 концентрация газа уменьшается, значит, его объём увеличивается, и работа газа положительна: 
Давление газа постоянно (изобарный процесс), по закону Гей-Люссака температура газа также увеличивается. Поэтому 
По первому закону термодинамики 
В этом процессе газ получает тепло.
Ответ: газ получает положительное количество теплоты в процессах 1–2 и 2–3
Источник: Реальные задания (ЕГЭ, ФИПИ, Демидова)