Простая физика
Первое начало термодинамики
Категория:
Первое начало термодинамикиЗадача с циклом (школьный этап олимпиады)
Задача.
С одним молем идеального одноатомного газа совершают циклический процесс $ABCDA$, состоящий из двух изохорных процессов $AB$ и $CD$, изобарного процесса $DA$ и процесса $BC$, в котором давление остается пропорциональным объему $p=KV$. Объемы газа в изохорных процессах составляют $V_A=V_B=10$ л и $V_C=V_D=22$ л; давление в...
Категория:
Первое начало термодинамикиПрямая пропорциональная зависимость давления от объема
Задача.
При нагревании четырёх молей гелия давление p газа изменялось прямо пропорционально его объёму $V$ ($p = \alpha V$, где $\alpha$ – некоторая неизвестная константа). На сколько градусов поднялась температура гелия, если газу передали количество теплоты Q = 300 Дж?
Решение. Нарисуем график.
Категория:
Первое начало термодинамикиДве задачки из Белолипецкого
Задача 1.
Некоторая масса газа занимает объем $V_1$ при давлении $p_1$ и температуре $T_1$. Затем газ при постоянном объеме нагревают до температуры $T_2=2T_1$. После этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объема $V_2=4V_1$. Затем газ возвращают в начальное состояние таким образом, что во время...
Категория:
Первое начало термодинамикиМКТ: три разные задачи
Задача 1.
Внутренняя энергия аргона увеличилась в некотором процессе на 600 Дж. На какое количество джоулей увеличилась бы в этом процессе энергия водорода?
Решение: аргон – газ одноатомный, а водород – двухатомный. Для аргона
$$\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T$$
А для водорода
$$\Delta U_H=\frac{5}{2}\nu R\Delta T$$
$$\Delta U_H=\frac{5}{2}\cdot\frac{2\Delta U}{3}=\frac{5}{3}\cdot 600=1000$$
Ответ: 1000...
Категория:
Тепловые двигателиХолодильные машины
Всем привет, сегодня рассматриваем задачи на холодильники. К ак правило, с тепловыми двигателями, работающими по прямому циклу, у всех все хорошо, а вот как доходит до холодильников ( тот же двигатель, но работает по обратному циклу) – у многих начинаются проблемы. Давайте разбираться.
Категория:
Первое начало термодинамикиТри задачи с циклами
Задача 1.
В тепловом двигателе, рабочим телом которого является идеальный одноатомный газ, совершается циклический процесс, изображенный на рисунке. Отношение максимального объема газа к минимальному в этом цикле равно $n=3$. Найти работу газа за цикл, КПД цикла и количество теплоты, полученное газом за цикл.
Категория:
Первое начало термодинамикиМаксимальный КПД цикла
Задача.
Тепловой цикл, производимый с одноатомным идеальным газом, состоит из двух изохор и двух изобар. Найдите максимальный КПД такого цикла.
Решение. Давайте сначала просто найдем КПД. Для этого нам понадобится работа за цикл (найдем ее как...
Категория:
Первое начало термодинамикиОлимпиадная подготовка по МКТ-10
Снова решаем интересные задачки! Главное - не бояться, а спокойно поразмыслить.
Задача 1.
С идеальным одноатомным газом проводят циклический процесс. Расширение газа (см. рисунок) можно описать графиком в виде дуги окружности 1-2 с центром в начале координат $pV$-диаграммы ($p_0$ и $V_0$ - некоторые фиксированные давление...
Категория:
Молекулярно-кинетическая теорияОлимпиадная подготовка по МКТ – 9
Продолжаю публиковать решения олимпиадных задач, которые я подготавливала к занятию с группой ребят.
Задача 1.
Рабочим веществом тепловой машины является $\nu$ молей идеального одноатомного газа, которые совершают замкнутый цикл, состоящий из линейной зависимости давления от объёма на участке 1-2, изобарического процесса 2-3 и линейной зависимости...
Категория:
Молекулярно-кинетическая теорияОлимпиадная подготовка по МКТ – 8
Продолжаю публиковать решения олимпиадных задач, которые я подготавливала к занятию с группой ребят.
Задача 1.
С идеальным газом проводят циклический процесс 1-2-3-1, график которого в координатах «давление-объем» представляет собой треугольник, причем прямые 1-2, 2-3 и 1-3 являются возрастающими (см. рисунок). Известно, что термодинамический КПД процесса...
Категория:
Первое начало термодинамикиСосуды
Две задачи про газы в сосудах. Из числа олимпиадных. Разберем их.
Задача 1.
В сосуде находятся гелий $He$ и азот $N_2$ в количестве $\nu_1$ и $\nu_2$ соответственно. Сосуд разделён на две части пористой перегородкой П (рисунок), которая свободно пропускает гелий и не пропускает азот, причём...
Категория:
Первое начало термодинамикиЗадачи молекулярно-кинетической теории ЗФТШ - 6
Две очень хорошие задачи, несложные, я бы даже сказала - уровня ЕГЭ.
Задача 1.
В цилиндрическом сосуде объёма $2V_0$ под тяжёлым поршнем находится одноатомный идеальный газ при температуре $T_0$ и давлении $\frac{p_0}{2}$, занимающий объём $V_0$. Над поршнем вакуум. Внизу в сосуде имеется небольшое отверстие, перекрытое...
Категория:
Первое начало термодинамикиЗадачи молекулярно-кинетической теории ЗФТШ -2
Люблю задачи, которые предлагает своим слушателям ЗФТШ МФТИ. Всегда что-то интересное!
Задача 4.
Один моль идеального газа совершает прямой цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Температуры, соответствующие состояниям 1 и 3, равны $T_1$ и $T_3$ соответственно. Точки 2 и 4 лежат на одной...
Категория:
Тепловые двигателиКПД цикла
Решаем задачи на КПД цикла. Задачи из задачника М.Ю. Демидовой «1000 задач» и из книги С.Н. Белолипецкого и др. Я его называю «Лягушки» - так как у него на обложке изображены три лягушки.
Задача 1.
Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является один моль одноатомного...
Категория:
Первое начало термодинамикиНасыщенный пар - 2
В этой статье предлагаю задачи, связанные с таким понятием, как насыщенный пар.
Насыщенный пар -это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью (то есть скорость испарения жидкости равна скорости конденсации пара). При решении задач нужно иметь в виду следующие факты.
Давление и плотность насыщенного пара...
Категория:
Первое начало термодинамикиПодготовка в СУНЦ МГУ – МКТ-3. Экзамен в 11 класс.
Продолжаю серию статей по задачам экзамена в СУНЦ МГУ прошлых лет. Чем большее разнообразие задач будет вами освоено - тем больше шансов сдать экзамен.
Задача 1.
Идеальный газ постоянной массы расширяется по закону $pV^n=const$. В каком интервале должно лежать значение $n$, чтобы газ при расширении...
Категория:
Первое начало термодинамикиПодготовка в СУНЦ МГУ - МКТ-2. Экзамен в 11 класс.
Продолжаю серию статей по задачам экзамена в СУНЦ МГУ прошлых лет. Чем большее разнообразие задач будет вами освоено - тем больше шансов сдать экзамен.
Задача 1.
Представьте в координатах $V_T$ три изобары идеального газа: а) давление равно $p$, количество молей - $\nu$; б) давление равно...
Категория:
Первое начало термодинамикиПервое начало: задачи с графиками
Предложенные в этой статье задачи могут встретиться вам в части С ЕГЭ по физике. Многие пасуют перед графическими задачами, я помогу вам справиться с этим страхом и щелкать их, как орешки!
Задача 1.
На рисунке изображено изменение состояния 1 моль идеального одноатомного газа. Начальная температура...
Категория:
Первое начало термодинамикиПервое начало: задачи посложнее
Согласно первому началу термодинамики, тепло, подводимое к газу, идет на выполнение им работы и на увеличение его внутренней энергии. Работу можно найти как площадь под графиком процесса в осях pV.
Задача 1. При изобарном нагревании одноатомного газа, взятого в количестве $\nu = 800$ молей, ему сообщили...
Категория:
Первое начало термодинамикиПередаем газу тепло
При решении таких задач важно не забыть про работу: первым делом убедиться в том, что газ ее не совершает (или наоборот, совершает), а это можно заключить из того, меняется ли его объем. Кроме того, важно помнить про число степеней свободы: у одноатомного газа i=3, у...
Категория:
Первое начало термодинамикиПревращения внутренней энергии
В этой статье внутренняя энергия газа будет превращаться в кинетическую энергию поршней и наоборот: кинетическая энергия будет переходить во внутреннюю и разогревать газ.
...
Категория:
Первое начало термодинамикиВнутренняя энергия при жестко заданном законе изменения состояния газа
В этой статье собраны задачи, в которых состояние газа изменяется по определенному закону. Необходимо определить либо параметры первоначального состояния газа, либо изменение внутренней энергии.
...
Категория:
Первое начало термодинамикиВнутренняя энергия газа
Сегодня решим несколько задач на определение внутренней энергии газа и ее изменение в процессах, графики которых даны.
...