Меню

Давление и объем одноатомного идеального газа увеличили в два раза

СПАДИЛО.РУ

Тепловое равновесие. Уравнение состояния.

В задании №8 ЕГЭ по физике необходимо решить задачу по теме тепловое равновесие. Кроме этого могут встретиться задания на уравнение состояния идеального газа. Ниже мы приведем краткую теорию, необходимую для решения данных заданий.

Теория к заданию №8 ЕГЭ по физике

Тепловое движение

Формула для средней энергии движения молекул идеального газа справедлива и для реального, который приближен максимально к идеальному: он одноатомный и сильно разреженный. В таком газе молекула может преодолеть расстояние между стенками внутри сосуда, не соударяясь с иными молекулами.

Кинетическая энергия теплового движения молекул газа определяется формулой: где k – постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура (т.е. температура в кельвинах) Уравнение Менделеева-Клапейрона имеет вид: pV=vRT. Здесь : p – давление газа,V- его объем. v – скорость его молекул, R – универсальная газовая постоянная, T- температура газа.

Закон Шарля (изохорный процесс)

Разбор задания №8 ЕГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

При увеличении абсолютной температуры средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул разреженного одноатомного газа увеличилась в 2 раза. Начальная температура газа 250 К. Какова конечная температура газа?

Алгоритм решения:
  1. Записываем формулу, связывающую энергию движения молекул газа с температурой.
  2. Рассматриваем характер зависимости тепловой энергии от температуры, и как изменения температуры при изменении энергии. Вычисляем искомую температуру.
  3. Записываем ответ.
Решение:

Первый вариант задания (Демидова, №1)

Средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул гелия уменьшилась в 4 раза. Определите конечную температуру газа, если его начальная температура равна 900 К.

Алгоритм решения:
  1. Выписываем формулу, которая связывает кинетическую энергию с температурой.
  2. Рассматриваем характер зависимости тепловой энергии от температуры и как изменится температура при изменении энергии.
  3. Записываем ответ.
Решение:

Второй вариант задание (Демидова, №22)

Объём 1 моль водорода в сосуде при температуре Т и давлении р равен V1. Объём 2 моль водорода при том же давлении и температуре 3T равен V2. Чему равно отношение V2/V1. (Водород считать идеальным газом.)

Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие задачи и определяем какой закон необходимо использовать в данном случае.
  2. Записываем уравнение Менделеева-Клапейрона.
  3. Находим отношение объемов.
  4. Записываем ответ.
Читайте также:  Как поднять давление и нормализовать пульс
Решение:

Третий вариант задания (Демидова, №28)

На рисунке изображено изменение состояния постоянной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 2 равна 627 °С. Какая температура соответствует состоянию 1?

Источник

Как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа при увеличении давления в 3 раза?

Внутренняя энергия идеального газа определяется по формуле:

U=(3/2) * (m/μ)*R*T. По закону Менделеева-Клапейрона p*V= (m/μ)*R*T, тогда U=(3/2) *p*V

Поскольку p2/p1=3, то U2/U1 = ((3/2) *p2*V)/((3/2) *p1*V)=p2/p1=3, т.е. внутренняя энергия увеличится в 3 раза.

Что такое космическая скорость? Разве нельзя покинуть орбиту земли и солнечную систему если двигаться вертикально вверх со скоростью 60км/ч?

Весь вопрос в том за счёт чего двигаться. Если у вас есть какой-то источник тяги, постоянно уравновешивающий силу земного притяжения, то, конечно, всё равно с какой скоростью двигаться. Проблема в том, что топлива в ракетах на пару минут от силы, поэтому такой вариант не проходит. Космическая скорость (вторая) — это та, до которой достаточно разогнаться, чтобы улететь от земли без какого-либо дополнительного двигателя. Только за счёт того, что земное притяжение не успеет погасить эту скорость.

1 5 · Хороший ответ

Как изменится внутренняя энергия 400 г гелия при увеличении температуры на 20 °С?

Изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа можно рассчитать по формуле:

Δ U= (3/2)*(m/μ)*R *ΔT, где m-масса газа, μ -молярная масса газа, R =8.31 Дж/(моль*град) — газовая постоянная, ΔT — изменение температуры.

Δ U = 1.5*(0.4/0.004)*8.13*20=25000 Дж = 25 кДж.

Почему в черной дыре время идёт медленнее чем в космосе, а на Земле быстрее чем в космосе? Примерно 51 год в космосе равен 1 минуте в черной дыре, за то час на Земле равен 1 минуте в орбите земли?

Гравитация искривляет пространство-время, в том числе замедляет время. Насчёт 51 год за минуту, конечно, это условность, я думаю, при такой гравитации космонавта бы просто порвало. 🙂

Читайте также:  Расширительный бачок с датчиком давления для воды

но на орбите Земли, действительно, время идёт быстрее. Примерно 100 лет на орбите равно 100 лет и одной секунде на Земле. А если точнее, то за сутки разница 38 микросекунд, что даёт 0,01007 секунд в год. Казалось бы немного, но без этой поправки GPS бы не работал, ведь с высоты 22 тысячи километров определить положение с точностью до полуметра — это ваще капец как чётко.

4 3 · Хороший ответ

Почему черные дыры не выпускают свет, если фотоны не имеют массы?

Гравитация связана с массой. Но не просто влияет на другие массы (как в законе тяготения Ньютона), а искривляет пространство-время вокруг себя. Из-за того, что относительно своей массы черные дыры — очень компактные объекты, они искривляют пространство столь сильно, что ничто оттуда выбраться не может, включая и луч света. Своим вопросом Вы точно нащупали разницу между классической теорией тяготения и Общей Теорией относительности. Действительно, само представление о черной дыре появилось еще в конце 18 века, как об объекте, где скорость убегания столь высока, что «свет улететь не сможет». Но корректно описать это удается только в Теории Относительности.

1 0 3 · Хороший ответ

Какова теплоемкость идеального газа?

Идеальный газ — газ, в котором молекулы рассматриваются как материальные точки. Они взаимодействуют только при взаимных столкновениях, которые рассматриваются как абсолютно упругие. Многие реальные газы при нормальных условиях можно считать идеальными.

Удельная тепломекость идеального газа равна c = Q / (mΔT), где Q — количество теплоты, полученноое (отданное) газом, m — масса газа, ΔT — изменение температуры.

При изопроцессах теплоемкость идеального газа равна:

при изобарном процессе — с = R*(i + 2)/2, где R — газовая постоянная; i — число степеней свободы (для одноатомных газов: 3, т.е. с = R*5/2 = 20.8 Дж/(моль·К) , для двухатомных газов: 5, т.е. с = R*7/2 = 29.1 Дж/(моль·К) );

Читайте также:  Какое давление создает компрессор кондиционера автомобиля

при изохорном процессе — c = R/( γ -1), где γ — показатель адиабаты; R — газовая постоянная;

Источник

Давление и объем одноатомного идеального газа увеличили в два раза

Если при сжатии объём идеального газа уменьшился в 2 раза, а давление газа увеличилось в 2 раза, то во сколько раз изменилась при этом абсолютная температура газа?

Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объём и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением

Следовательно, при уменьшении объёма газа в 2 раза и увеличении его давления в 2 раза абсолютная температура не изменится.

Во сколько раз изменяется давление идеального газа при уменьшении объёма идеального газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза?

Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением

Следовательно, при уменьшении объёма газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза давление газа увеличится в 8 раз.

а при решении можно было использовать формулу pV/T=const?

Да, можно и так сказать. Все газовые законы — следствия уравнения Клапейрона-Менделеева, написанный Вами закон выполняется для фиксированного количества вещества. Поскольку в задаче количество газа не изменяется, для решения можно использовать и это соотношение.

А почему в 8 раз, а не в 2?

Запишем уравнение состояние для обоих случаев: , .

Согласно условию, , .

При температуре и давлении один моль идеального газа занимает объем Во сколько раз больше объём двух молей газа при том же давлении и температуре ?

Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона — Менделеева:

Таким образом, искомый объем V равен

Источник

Adblock
detector