--> Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Ðàáîòà. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 13. Îñíîâû òåðìîäèíàìèêè

 


§ 75. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Ðàáîòà

Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ íóæíî óìåòü âû÷èñëÿòü âíóòðåííþþ ýíåðãèþ è ðàáîòó, ïîëüçóÿñü ôîðìóëàìè (13.1) è (13.4). Íàäî åù¸ èìåòü â âèäó, ÷òî âåëè÷èíû A, Q, ΔU ìîãóò áûòü êàê ïîëîæèòåëüíûìè, òàê è îòðèöàòåëüíûìè.

Çàäà÷à 1. Àýðîñòàò îáú¸ìîì V = 500 ì3 íàïîëíåí ãåëèåì ïîä äàâëåíèåì ð = 105 Ïà.  ðåçóëüòàòå ñîëíå÷íîãî íàãðåâà òåìïåðàòóðà ãàçà â àýðîñòàòå ïîäíÿëàñü îò t1 = 10 °Ñ äî t2 = 25 °Ñ. Íà ñêîëüêî óâåëè÷èëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãàçà?

Ð å ø å í è å. Ãåëèé ÿâëÿåòñÿ îäíîàòîìíûì ãàçîì, ïîýòîìó åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé (13.1). Ïðè òåìïåðàòóðå Ò1 ýòà ýíåðãèÿ ðàâíà à ïðè òåìïåðàòóðå Ò2 ðàâíà Èçìåíåíèå ýíåðãèè ðàâíî:

Èçìåíåíèå ýíåðãèè

Ìàññà ãåëèÿ íåèçâåñòíà, íî å¸ ìîæíî âûðàçèòü ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèÿ Ìåíäåëååâà—Êëàïåéðîíà ÷åðåç íà÷àëüíóþ òåìïåðàòóðó, äàâëåíèå è îáú¸ì ãàçà: Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèå â óðàâíåíèå äëÿ èçìåíåíèÿ ýíåðãèè, ïîëó÷àåì

Óðàâíåíèå äëÿ èçìåíåíèÿ ýíåðãèè

Çàäà÷à 2.  öèëèíäðå ïîä òÿæ¸ëûì ïîðøíåì íàõîäèòñÿ óãëåêèñëûé ãàç (Ì = 0,044 êã/ìîëü) ìàññîé m = 0,20 êã. Ãàç íàãðåâàåòñÿ íà ΔÒ = 88 Ê. Êàêóþ ðàáîòó îí ïðè ýòîì ñîâåðøàåò?

Ð å ø å í è å. Ãàç ðàñøèðÿåòñÿ ïðè íåêîòîðîì ïîñòîÿííîì äàâëåíèè ð, êîòîðîå ñîçäà¸òñÿ àòìîñôåðîé è ïîðøíåì.  ýòîì ñëó÷àå ðàáîòà ãàçà À' = p(V2 - V1), ãäå V1 è V2 — íà÷àëüíûé è êîíå÷íûé îáú¸ìû ãàçà. Èñïîëüçóÿ óðàâíåíèå Ìåíäåëååâà—Êëàïåéðîíà, âûðàçèì ïðîèçâåäåíèÿ pV2 è pV1 ÷åðåç Òîãäà

Çàäà÷à 3. ×åìó ðàâíà ðàáîòà, ñîâåðø¸ííàÿ ãàçîì â êîëè÷åñòâå 3 ìîëü ïðè ñæàòèè, åñëè òåìïåðàòóðà óâåëè÷èëàñü íà 100 Ê? Ïîòåðè òåïëà íå ó÷èòûâàéòå.

Ð å ø å í è å. Ïðè ñæàòèè âíåøíÿÿ ñèëà ñîâåðøàåò ïîëîæèòåëüíóþ ðàáîòó, çà ñ÷¸ò êîòîðîé ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè è ñîîòâåòñòâåííî òåìïåðàòóðû ãàçà, ò. å. À = ΔU. Èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè

Èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè

Ðàáîòà, ñîâåðø¸ííàÿ ñèëîé äàâëåíèÿ ãàçà:

Ðàáîòà, ñîâåðø¸ííàÿ ñèëîé äàâëåíèÿ ãàçà

çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ ãàçà îò îáú¸ìà ïðè åãî ïåðåõîäå èç ñîñòîÿíèÿ 1 â ñîñòîÿíèå 4

Çàäà÷à 4. Íà ðèñóíêå 13.4 ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ ãàçà îò îáú¸ìà ïðè åãî ïåðåõîäå èç ñîñòîÿíèÿ 1 â ñîñòîÿíèå 4. Îïðåäåëèòå ðàáîòó ãàçà.

Ð å ø å í è å. Ðàáîòà ãàçà ÷èñëåííî ðàâíà ïëîùàäè çàøòðèõîâàííîé ôèãóðû. Ïðîöåññû 1—2 è 3—4 èçîáàðíûå, ïîýòîìó ðàáîòà ãàçà â ýòèõ ïðîöåññàõ

À'1 - 2 = p1(V2 - V1),     À'3-4 = p2(V4 - V3).

 ïðîöåññå 2—3 èçìåíÿþòñÿ âñå òðè ïàðàìåòðà ãàçà. Ðàáîòà ãàçà â ýòîì ïðîöåññå

Òàêèì îáðàçîì, ó÷òÿ, ÷òî V2 — V1 = V3 — V2 = V4 — V3 = ΔV, ïîëó÷èì

Ðàáîòà ãàçà

Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ

1. Êàê èçìåíèòñÿ âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ îäíîàòîìíîãî èäåàëüíîãî ãàçà, åñëè åãî äàâëåíèå óâåëè÷èòñÿ â 3 ðàçà, à îáú¸ì óìåíüøèòñÿ â 2 ðàçà?

2. Ñòåðæåíü îòáîéíîãî ìîëîòêà ïðèâîäèòñÿ â äâèæåíèå ñæàòûì âîçäóõîì. Ìàññà âîçäóõà â öèëèíäðå çà âðåìÿ õîäà ïîðøíÿ ìåíÿåòñÿ îò 0,1 äî 0,5 ã. Ñ÷èòàÿ äàâëåíèå âîçäóõà â öèëèíäðå è òåìïåðàòóðó (27 °Ñ) ïîñòîÿííûìè, îïðåäåëèòå ðàáîòó ãàçà çà îäèí õîä ïîðøíÿ (Ìâîçä = 0,029 êã/ìîëü).

3. Ïðè èçîáàðíîì ðàñøèðåíèè îäíîàòîìíîãî ãàçà, âçÿòîãî â êîëè÷åñòâå 4 ìîëü, åãî òåìïåðàòóðà óâåëè÷èëàñü íà 100 °Ñ. Îïðåäåëèòå èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè è ðàáîòó, ñîâåðø¸ííóþ ñèëîé äàâëåíèÿ ãàçà.

Îáðàçöû çàäàíèé ÅÃÝ

C1. Îáú¸ì èäåàëüíîãî îäíîàòîìíîãî ãàçà, ìàññà êîòîðîãî ïîñòîÿííà, óâåëè÷èëñÿ ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè 500 êÏà íà 0,03 ì3. Íà ñêîëüêî óâåëè÷èëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãàçà?

C2. Èäåàëüíûé îäíîàòîìíûé ãàç íàõîäèòñÿ â ñîñóäå ñ æ¸ñòêèìè ñòåíêàìè îáú¸ìîì 0,5 ì3. Ïðè íàãðåâàíèè åãî äàâëåíèå âîçðîñëî íà 4 êÏà. Íà ñêîëüêî óâåëè÷èëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãàçà?

C3. Âî âðåìÿ îïûòà îáú¸ì âîçäóõà â öèëèíäðå, çàêðûòîì ïîäâèæíûì ïîðøíåì, è åãî àáñîëþòíóþ òåìïåðàòóðó óâåëè÷èëè â 2 ðàçà. Îêàçàëîñü, îäíàêî, ÷òî âîçäóõ ìîã ïðîñà÷èâàòüñÿ ñêâîçü çàçîð âîêðóã ïîðøíÿ, è çà âðåìÿ îïûòà åãî äàâëåíèå â öèëèíäðå íå èçìåíèëîñü. Âî ñêîëüêî ðàç èçìåíèëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ âîçäóõà â öèëèíäðå? (Âîçäóõ ñ÷èòàéòå èäåàëüíûì ãàçîì.)

C4.  ñîñóäå ñ íåáîëüøîé òðåùèíîé íàõîäèòñÿ ãàç, êîòîðûé ìîæåò ïðîñà÷èâàòüñÿ ñêâîçü òðåùèíó. Âî âðåìÿ îïûòà äàâëåíèå ãàçà óìåíüøèëîñü â 8 ðàç, à åãî àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà óìåíüøèëàñü â 4 ðàçà ïðè íåèçìåííîì îáú¸ìå. Âî ñêîëüêî ðàç èçìåíèëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãàçà â ñîñóäå? (Ãàç ñ÷èòàéòå èäåàëüíûì.)

C5.  êîîðäèíàòàõ ð, Ò ïîêàçàí öèêë òåïëîâîé ìàøèíû, ó êîòîðîé ðàáî÷èì òåëîì ÿâëÿåòñÿ èäåàëüíûé ãàç. Íà êàêîì ó÷àñòêå öèêëà ðàáîòà ãàçà íàèáîëüøàÿ ïî ìîäóëþ?

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->