【Вопрос дня】Теоретические основы 12.05.2020
Thread Content
Вопрос с вариантами ответов: Идеальный газ из одноатомных молекул в количестве 1 моль переходит из состояния A в состояние B. Неизвестно, какой именно это газ, а также неизвестен ход процесса перехода. Однако известны значения давления, объема и температуры в состояниях A и B. Тогда можно определить: ( ) А. Работу, совершенную газом. Б. Изменение внутренней энергии газа. C. Тепло, передаваемое газом во внешнюю среду. D. Масса газа Ответ: B Подсказка: тем, кто сможет описать процесс решения задачи, будет предоставлена дополнительная награда. Ответы можно увидеть здесь!
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем h20090630 12.05.2020 в 09:38. При переходе от состояния A к состоянию B температура газа остается неизменной, а давление увеличивается. Согласно закону Бойля можно определить, как меняется объем газа； Объем газа увеличивается, газ совершает работу над окружающей средой; объем уменьшается, окружающая среда совершает работу над газом ； Температура является показателем средней кинетической энергии молекул; в идеальном газе внутренняя энергия определяется температурой. Как видно из графика, на участке от A до B температура газа остается неизменной, а давление повышается. Согласно закону Бойля, объем газа уменьшается, причем VB < VA ； А. Масса газа остается неизменной, объем уменьшается; согласно формуле плотности, плотность газа увеличивается ； Б. Объем газа уменьшается, на газ оказывается работа извне, поэтому Б верно ； C. Температура газа не меняется, внутренняя энергия не меняется, △U=0. Внешняя сила выполняет работу над газом, W＞0. Согласно первому закону термодинамики △U=Q+W, следует, что Q＜0; газ должен отдавать тепло. Следовательно, утверждение C неверно ； D. Температура газа не меняется, средняя кинетическая энергия молекул не меняется, поэтому D неверно ； Следовательно, правильными ответами являются AB. Комментарий: для правильного решения задачи необходимо сначала определить, как изменяется объем газа, используя закон Бойля на основе графика. Также важно понимать, поглощает ли газ тепло или выделяет его; для этого необходимо применять первый закон термодинамики
Б. Во-первых, D невозможно найти. Затем рассмотрим варианты A и C. Поскольку речь идет об идеальном газе, внутренняя энергия газа равна средней кинетической энергии молекул, что соответствует температуре. Зная начальную и конечную температуры, можно вычислить изменение внутренней энергии (ΔU = ΔPΔV = nRΔT). Однако в условиях задачи не указано, каким образом происходит изменение внутренней энергии – через выполнение работы, передачу тепла или оба способа одновременно. Поэтому утверждения A и C являются абсолютно неверными