Какую работу за цикл совершит тепловой

Продолжаем разбирать задания из первой части ЕГЭ по физике, посвящённые теме «Молекулярная физика и термодинамика». Как обычно все решения снабжены подробными комментариями от репетитора по физике. Также присутствует видеоразбор всех предложенных заданий. В конце статьи можно найти ссылки на разборы других заданий из ЕГЭ по физике.

8. В некотором сосуде находится азот и кислород. Термодинамическое равновесие этих газов наступит только в том случае, когда у этих газов станут одинаковыми:

2) парциальные давления

3) концентрации частиц

4) плотности


Под термодинамическим равновесием понимается состояние системы, при котором её макроскопические параметры не изменяются с течением времени. Такое состояние будет достигнуто, когда температуры азота и кислорода в сосуде выровняются. Все остальные параметры будут зависеть от массы каждого из газов и в общем случае не будут одинаковы, даже при наступлении термодинамического равновесия. Правильный ответ: 1.

9. 1 моль идеального газа переходит из одного состояния в другое. На каком из рисунков изображён график изобарного охлаждения газа?

При изобарном процессе объём V и температура T идеального газа связаны соотношением:

Итак, зависимость V от T должна быть прямо пропорциональной, при этом, если температура уменьшается, то и объём должен уменьшаться. Подходит график 4.

10. Какую работу за цикл совершит тепловой двигатель, получивший от нагревателя количество теплоты 800 кДж, если его КПД 30%?

КПД теплового двигателя определяется по формуле:

Здесь A — совершенная за цикл работа, Q1 — количество теплоты, полученное рабочим телом за цикл от нагревателя. Расчёты дают следующий результат: кДж.

11. При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный воздухом и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление воздуха в нём постоянным. Как изменяются при этом температура воздуха в сосуде и его плотность? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

Читайте также:  Замена сальника коленвала уаз хантер

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура воздуха в сосуде Плотность воздуха в сосуде
место для заполнения место для заполнения

Процесс изобарный. При изобарном процессе объём V и температура T идеального газа связаны соотношением:

Итак, зависимость V от T прямо пропорциональная, то есть при увеличении объёма, увеличивается и температура.

Плотность вещества связана с массой m и объёмом V соотношением:

Итак, при постоянной массе m зависимость ρ от V обратно пропорциональная, то есть, если объём увеличивается, то плотность уменьшается.

Читайте также  Http www avto ru

Правильный ответ: 12.

12. На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе работа газа имеет положительное значение и минимальна по величине, а в каком работа внешних сил положительна и минимальна по величине? Установите соответствие между этими процессами и номерами процессов на диаграмме.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕСС НОМЕР ПРОЦЕССА
А) работа внешних сил положительная и минимальна
Б) работа газа положительна и минимальна
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
A Б
место для заполнения место для заполнения

Работа газа численно равна площади под графиком газового процесса в координатах . По знаку она положительна в процессе, происходящем с увеличением объёма, и отрицательна в обратном случае. Работа внешних сил, в свою очередь, равна по модулю и противоположна по знаку работе газа в этом же процессе.

То есть работа газа положительна в процессах 1 и 2. При этом в процессе 2 она меньше, чем в процесс 1, так как площадь желтой трапеции на рисунке меньше площади коричневой трапеции:

Напротив, работа газа отрицательная в процессах 3 и 4, а значит в этих процессах работа внешних сил положительна. При этом в процессе 4 она меньше, чем в процессе 3, поскольку площадь синей трапеции на рисунке меньше площади красной трапеции:

Читайте также:  Искусственная неровность размеры по госту

Итак, правильный ответ: 42.

Это было последнее задание по теме «Молекулярная физика и термодинамика» из первой части ЕГЭ по физике. Разбор заданий по механике ищите по ссылке.

Материал подготовлен репетитором по физике, Сергеем Валерьевичем

  • 1 — 4 классы
  • Физика
  • 8 баллов

Тепловой двигатель совершает за цикл работу 100 Дж. Какое количество теплоты получено при этом от нагревателя,если КПД двигателя 20%?

Чтоб воплотить Этот расхожий слух принцип нужно иметь машину с рабочей полостью переменного объема, который обязан быть заполнен рабочим телом. Один их вариантов таковой машины — цилиндр с поршнем, перемещение которого позволяет изменять рабочий объем. При подводе теплоты к газу, последний расширяется и, оказывая силовое воздействие на поршень, перемещает его и производит внешнюю работу:

. (1.22)

Из выражения (1.22) видно, что работа выполняется только при увеличении объема рабочего тела, и как способности его расширения будут исчерпаны, преобразование закончится. Для возобновления полезного деяния машины, рабочее тело нужно возвратить в начальное состояние, т. е. переместить поршень, уменьшив объем рабочего тела.

Читайте также  Клапан ваноса на бмв

Таким макаром, для непрерывного получения механической работы нужно выполнить радиальный процесс, т. е. цикл.

Циклом именуется совокупа процессов, происходящих в опре­деленной последовательности, в ходе воплощения которых рабочее тело ворачивается в первоначальное состояние.

На рис. 12 представлены р— v диаграммы циклов работы термических машин.

В реальных термических движках по окончании каждого цикла происходит смена рабочего тела. Но вероятны и замкнутые циклы, совершаемые с одним и этим же рабочим телом методом конфигурации характеристик его состояния. Исходя из убеждений термодинамики эти две схемы совсем эквивалентны.

При уменьшении объема рабочего тела происходит его сжатие с конфигурацией характеристик состояния. При всем этом, чем чем просто увеличивается давление и температура газа, тем выше подымается кривая сжатия, и тем чем просто издержки работы на его воплощение. Вероятны случаи, когда линия сжатия размещается выше либо ниже полосы расширения (см. рис. 12).

Читайте также:  Ford 1883037 фильтр масляный

Разумеется, что если необходимо получения полезной работы имеют смысл только такие циклы, в каких работа сжатия lсж меньше работы расширения lp. Эти циклы именуются прямыми (рис. 12, а). Они лежат в базе работы термических движков.

Рис. 12. Прямой (а) и оборотный (б) циклы работы термических машин

«>

Источник: autobryansk.info

СТО Тех-ервис