Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

Тип 25 № 10267

Какое количество теплоты надо сообщить в изобарном процессе двум молям одноатомного идеального газа, находящегося при температуре +40 °С, для того, чтобы его объём увеличился в 3 раза? Ответ выразите в килоджоулях и округлите до целого числа.

Согласно первому началу термодинамики

В изобарном процессе газ совершает работу, а также его внутренняя энергия изменяется следующим образом:

Согласно закону Гей-Люссака при увеличении объёма в 3 раза в изобарном процессе температура газа также увеличивается в 3 раза.

Тогда газу необходимо передать количество теплоты:

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

Вопрос по физике:

Срочно. Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном
объеме 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы увеличить его
температуру на 10 К?

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

• 06.01.2017 13:01
• Физика
• remove_red_eye 18063
• thumb_up 15

Ответы и объяснения 1

При постоянном объеме работа газа =0, тогда количество теплоты будет = изменению внутренней энергии: Q=ΔU=3/2 νRΔT
Q=3/2*2*8.31*10 = 249.3 Дж

• 07.01.2017 17:29
• thumb_up 35

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Пробник по физике от 14 февраля, 2 часть

Публикую вторую часть статградовского пробника по физике от 14 февраля.

Задача 25. Камень бросили вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Через какое минимальное время после броска кинетическая энергия камня уменьшится в 4 раза?

Так как вначале у камня вся энергия в виде кинетической, а в искомый момент она стала в 4 раза меньше, следовательно, начальная скорость уменьшилась вдвое – 10 м/с. То есть,

Задача 26. Какое количество теплоты надо сообщить в изобарном процессе трём молям одноатомного идеального газа, находящегося при температуре $+48^<\circ>$ С, для того, чтобы его объём увеличился в 2 раза? Ответ выразите в кДж и округлите до целого числа.

Согласно первому началу термодинамики

Так как процесс изобарный, работа совершалась. Она равна

Внутренняя энергия изменится в связи с изменением температуры:

$$\Delta U=\frac<3><2>\nu R \Delta T=\frac<3><2>\nu R T_1$$

$$Q=\Delta U+A=\frac<3><2>pV_1+ pV_1=\frac<5><2>pV_1=\frac<5><2>\nu R T_1=\frac<5><2>\cdot 3\cdot8,31\cdot(273+48)=20000$$

Задача 27. Электрическая цепь состоит из идеального источника постоянного напряжения и подключённого к нему резистора сопротивлением 1,5 Ом. В результате окисления контактов тепловая мощность, выделяющаяся в резисторе, уменьшилась в 9 раз. Чему равно сопротивление окислившихся контактов?

Мощность упала в 9 раз вследствие уменьшения тока втрое. А ток мог уменьшиться втрое из-за увеличения сопротивления втрое. Значит, суммарное сопротивление резистора и контактов 4,5 Ом. Сопротивление контактов тогда 3 Ома.

Задача 28. В наше время на дни рождения часто дарят резиновые шарики, надутые гелием, – они не взрывоопасны и имеют довольно большую подъёмную силу. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, происхождение этой подъёмной силы и определите, на сколько она изменится, если вместо гирлянды из 27 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна 1,52 Н.

Имеем 27 шаров по 1 молю. Объем такого шара равен

Площадь поверхности равна

Если будем иметь один большой шар, то его объем будет равен $27V_1$. Определим его радиус:

Площадь поверхности 27 малых шаров

$$27S_1=27\cdot4\pi R^2=108\pi R^2$$

Площадь поверхности большого шара

$$S’=4\pi R’^2=4\pi (3R)^2=36\pi R^2$$

Так как вес оболочки прямо пропорционален ее площади, то очевидно, что для группы шаров масса оболочки больше в 3 раза, чем для одного большого шара.

Запишем условие воздухоплавания (равновесия) для группы из 27 шаров:

$F$ – подъемная сила, равная по условию 1,52 Н.

$m$ – масса шара, складывающаяся из массы оболочки и массы газа в ней: $m=m_+m_g$

$$27m_g=27\rho_vgV-F-27m_g g=27m_v g-27m_g g-F$$

Так как газа в оболочке – 1 моль, то заменим массу гелия $m_g$ и массу воздуха $m_v$ на их молярные массы:

Вес оболочки большого шара в 3 раза меньше веса оболочки группы шаров:

Определим, насколько изменится подъемная сила. Было:

$$\Delta F=F’-F=18mg=2\cdot 1,743=3,486$$

Именно на две трети веса оболочек группы шаров и изменится (увеличится) подъемная сила, поскольку сила Архимеда осталась той же (вытесненный объем воздуха в обоих случаях один и тот же).

Задача 29. На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой $m_1 = 2$ кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой $m_2 = 3$ кг, висящим на высоте $h = 2$ м над столом (см. рисунок). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно неупруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен $\mu = 0,25$.

Рисунок к задаче 29

Составим уравнения по второму закону для бруска и груза:

Сложение первых двух уравнений дает:

Теперь обратимся к кинематике. По формуле «без времени»

В тепло перейдет кинетическая энергия

Задача 30. В гладком закреплённом теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре $T_1 = 200$ К, отделённый от окружающей среды – вакуума – теплоизолированным поршнем массой $m = 3$ кг. Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость V = 15 м/с, направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

Газ будет сжиматься, вследствие чего его температура будет расти. А это приведет к увеличению скоростей молекул:

Поэтому надо выяснить новую температуру газа. Так как поршень остановился, то его кинетическая энергия перешла во внутреннюю энергию газа. Запишем закон сохранения энергии:

Теперь найдем скорость:

Задача 31. В цепи, схема которой изображена на рисунке, ЭДС первого источника $E_1 = 3$ В, его внутреннее сопротивление $r_1 = 2$ Ом, ЭДС второго источника $E_2 = 7$ В, его внутреннее сопротивление $r_2 = 1$ Ом, сопротивления резисторов $R_1 = 4$ Ом, $R_2 = 5$ Ом, $R_3 = 6$ Ом, $R_4 = 7$ Ом, ёмкость конденсатора $C = 100$ мкФ. Найдите энергию этого конденсатора, если до включения в данную цепь он был не заряжен.

Рисунок к задаче 31

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе $R_4$. Источники включены встречно, поэтому тот, у которого ЭДС больше, переборет.

Ток в цепи будет

Напряжение на $R_4$:

Задача 32.На рисунке изображена интерференционная схема Юнга, в которой источник $S$ монохроматического света с длиной волны $\lambda= 600$ нм помещён перед ширмой с двумя узкими щелями, находящимися на расстоянии $d = 1,5$ мм друг от друга. Из-за дифракции на этих щелях свет после ширмы расходится во все стороны, как от двух когерентных источников, и на экране, на расстоянии $L =3$ м от ширмы со щелями, наблюдается интерференционная картина. Найдите период $\Delta x$ этой картины, т. е. расстояние между интерференционными полосами на экране. Экран расположен параллельно ширме.