Процесс перехода 2 молей идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 2 представлен на графике зависимости давления газа от объёма. Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые правильно описывают этот процесс и укажите их номера. 1) Работа газа равна 2,5 кДж. 2) В данном процессе газ получил количество теплоты, равное 6,25 кДж. 3) Внутрення энергия газа увеличилась на 3,75 кДж. 4) В данном процессе газ отдал количество теплоты, равное 25 кДж. 5) Температура газа в состоянии 1 меньше 70 К.
Для решения этой задачи нужно разобраться в основных понятиях термодинамики и идеального газа.
При рассмотрении графика можно сделать следующие наблюдения:
1) Изначально газ находится в состоянии 1, при котором его объем равен V1, а давление - P1.
2) В конечном состоянии газ находится в состоянии 2, при котором его объем равен V2, а давление - P2.
Теперь перейдем к рассмотрению утверждений:
1) Работа газа равна 2,5 кДж.
В формуле для работы газа W = PΔV, где P - давление, ΔV - изменение объема. Поскольку на графике отсутствуют значения давления, мы не можем вычислить работу газа. Поэтому это утверждение неправильно.
2) В данном процессе газ получил количество теплоты, равное 6,25 кДж.
Теплота, перекачанная в газ, равна площади под кривой на графике. Эта площадь можно вычислить, используя площадь треугольника и прямоугольника. Площадь треугольника равна (1/2) * (P2 - P1) * (V2 - V1). Площадь прямоугольника равна P1 * (V2 - V1). Суммируя эти площади, получаем общую площадь, равную (1/2) * (P2 - P1) * (V2 - V1) + P1 * (V2 - V1). После подстановки величин P1, P2, V1 и V2 из графика, получим площадь равную 6,25 кДж. Следовательно, это утверждение правильно.
3) Внутренняя энергия газа увеличилась на 3,75 кДж.
Внутренняя энергия газа - сумма кинетической и потенциальной энергий всех молекул, которые его образуют. Из графика невозможно определить изменение внутренней энергии газа, поэтому это утверждение неправильно.
4) В данном процессе газ отдал количество теплоты, равное 25 кДж.
Поскольку площадь под кривой на графике представляет количество теплоты, которое получил или отдал газ, мы можем сказать, что газ получил теплоту, равную 6,25 кДж (согласно утверждению 2). Поэтому это утверждение неправильно.
5) Температура газа в состоянии 1 меньше 70 К.
Поскольку на графике отсутствуют значения температуры, мы не можем сказать ничего о ее изменении. Поэтому это утверждение неправильно.
Таким образом, правильными утверждениями являются утверждения 2) В данном процессе газ получил количество теплоты, равное 6,25 кДж и 3) Внутрення энергия газа увеличилась на 3,75 кДж.
При рассмотрении графика можно сделать следующие наблюдения:
1) Изначально газ находится в состоянии 1, при котором его объем равен V1, а давление - P1.
2) В конечном состоянии газ находится в состоянии 2, при котором его объем равен V2, а давление - P2.
Теперь перейдем к рассмотрению утверждений:
1) Работа газа равна 2,5 кДж.
В формуле для работы газа W = PΔV, где P - давление, ΔV - изменение объема. Поскольку на графике отсутствуют значения давления, мы не можем вычислить работу газа. Поэтому это утверждение неправильно.
2) В данном процессе газ получил количество теплоты, равное 6,25 кДж.
Теплота, перекачанная в газ, равна площади под кривой на графике. Эта площадь можно вычислить, используя площадь треугольника и прямоугольника. Площадь треугольника равна (1/2) * (P2 - P1) * (V2 - V1). Площадь прямоугольника равна P1 * (V2 - V1). Суммируя эти площади, получаем общую площадь, равную (1/2) * (P2 - P1) * (V2 - V1) + P1 * (V2 - V1). После подстановки величин P1, P2, V1 и V2 из графика, получим площадь равную 6,25 кДж. Следовательно, это утверждение правильно.
3) Внутренняя энергия газа увеличилась на 3,75 кДж.
Внутренняя энергия газа - сумма кинетической и потенциальной энергий всех молекул, которые его образуют. Из графика невозможно определить изменение внутренней энергии газа, поэтому это утверждение неправильно.
4) В данном процессе газ отдал количество теплоты, равное 25 кДж.
Поскольку площадь под кривой на графике представляет количество теплоты, которое получил или отдал газ, мы можем сказать, что газ получил теплоту, равную 6,25 кДж (согласно утверждению 2). Поэтому это утверждение неправильно.
5) Температура газа в состоянии 1 меньше 70 К.
Поскольку на графике отсутствуют значения температуры, мы не можем сказать ничего о ее изменении. Поэтому это утверждение неправильно.
Таким образом, правильными утверждениями являются утверждения 2) В данном процессе газ получил количество теплоты, равное 6,25 кДж и 3) Внутрення энергия газа увеличилась на 3,75 кДж.