Первое 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 газа $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ . 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 $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ . 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: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ 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: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ , а затем давление уменьшается в три раза: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

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: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ 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 $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ от температуры $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ ( $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ К). На участке 2-3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы газа $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ ко всему количеству подведенной к газу теплоты $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

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 ( $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ ), а в процессе 2-3 не изменялась его внутренняя энергия ( $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ ). 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: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

Задача 5. Один моль идеального одноатомного газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ . Известно, что объем газа $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ в процессе 1-2 увеличился в 2 раза. Какое количество теплоты сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ 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, $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ К. Тогда работу газа найдем через изменение внутренней энергии:

Теперь найдем переданное газу тепло:

Ответ: $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ 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 $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ раза. Газ в ходе процесса совершает работу $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ кДж. Какова температура газа в состоянии 2?