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 газа . Какое количество теплоты сообщено газу в этом процессе?

К задаче 1
Видим, что на рисунке изображена изобара. Кроме того, видим, что газ совершал работу в этом процессе. Определим ее:
По закону Гей-Люссака
Откуда
Следовательно, изменение температуры
Изменение внутренней энергии, следовательно,
Энергия, переданная газу, идет на работу и увеличение внутренней энергии:
Ответ: 12450 Дж, или 12,45 кДж.
Задача 2. На рисунке изображено изменение состояния 1 моль неона. Начальная температура газа . Какое количество теплоты сообщено газу в этом процессе?

К задаче 2
На рисунке изображена изобара, следовательно, работает закон Гей-Люссака:
Или
Следовательно, изменение температуры
Энергия, переданная газу, идет на работу и увеличение внутренней энергии:
Ответ: Дж, или 22,7 кДж.
Задача 3. Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза. Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1-2?

К задаче 3
Процесс 1-2 – изобара. Процесс 2-3 – изохора. Тогда для процесса 1-2 запишем закон Гей-Люссака:
Или
Давления сначала равны: , а затем давление уменьшается в три раза:
.
Для процесса 2-3 запишем закон Шарля:
Подставим отношение давлений:
По условию:
Таким образом,
То есть, если в изобарном процессе температура выросла втрое, то и объем обязан был увеличиться втрое:
Откуда работа газа
Внутренняя энергия газа выросла в процессе 1-2:
Тогда газу сообщили тепло
Ответ: Дж, или 12,5 кДж.
Задача 4. Один моль идеального одноатомного газа переходит из состояния 1 в состояние 3 в соответствии с графиком зависимости его объема от температуры
(
К). На участке 2-3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы газа
ко всему количеству подведенной к газу теплоты
.

К задаче 4
Процесс 1-2 – изохора, процесс 2-3 – изотерма. В процессе 1-2 выполняется закон Шарля:
Откуда
В процессе 2-3 выполняется закон Бойля-Мариотта:
Откуда
В процессе 1-2 работа газом не совершалась (), а в процессе 2-3 не изменялась его внутренняя энергия (
). Поэтому все тепло, что газу сообщили в процессе 2-3, пошло на работу. И работа тогда и равна 2,5 кДж.
Найдем изменение внутренней энергии на участке 1-2. По рисунку
Тогда
Ответ: .
Задача 5. Один моль идеального одноатомного газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах . Известно, что объем газа
в процессе 1-2 увеличился в 2 раза. Какое количество теплоты сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура
в состоянии 1 равна 300 К, а в состоянии 3 равна 900 К?

К задаче 5
Процесс 1-2 – изобара, процесс 2-3 – изохора, работы газом не совершается.
Изменение внутренней энергии найдем как
Для процесса 1-2 запишем закон Гей-Люссака:
Откуда
Следовательно, К. Тогда работу газа найдем через изменение внутренней энергии:
Теперь найдем переданное газу тепло:
Ответ: Дж, или приблизительно 10 кДж.
Задача 6. Один моль идеального одноатомного газа переводят из состояния 1 в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В результате плотность газа уменьшается в раза. Газ в ходе процесса совершает работу
кДж. Какова температура газа в состоянии 2?
Пусть . По условию
.
Плотность газа – это отношение
Следовательно,
Работу газа можно вычислить как площадь под графиком процесса, который можно изобразить прямой:

К задаче 6
Площадь трапеции равна:
Откуда .
Согласно объединенному газовому закону
И
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Следовательно,
Ответ: К.
Комментариев - 2
Задача 6. Константа R имеет три значащие цифры. Почему в ответе вы пишете даже с точностью до десятых? Кажется, можно оставить 3 значащие цифры тоже (Т=1,60 х 10^3 К). Ну, в крайнем случае, написать 1604К.
Согласна.