Номер 1, страница 295 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.

Тип: Учебник

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2011 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами

ISBN: 978-5-09-091742-1

Популярные ГДЗ в 10 классе

Упражнения. Параграф 53. Применение первого закона термодинамики к изобарическому процессу. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 1, страница 295.

№1 (с. 295)
Условие. №1 (с. 295)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 295, номер 1, Условие Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 295, номер 1, Условие (продолжение 2)

1. На рис. 214 показаны процессы изменения состояния одного мо- ля идеального одноатомного газа. Ответьте на четыре вопроса из данного параграфа для каждого из этих процессов.

Рис. 214

Решение. №1 (с. 295)

a

Дано:
Количество вещества: $ν = 1$ моль
Газ: идеальный одноатомный
Процесс: изобарный
Давление: $p = 1 \cdot 10^5$ Па
Начальный объем: $V_1 = 3$ м³
Конечный объем: $V_2 = 1$ м³
Универсальная газовая постоянная: $R \approx 8.31$ Дж/(моль·К)

Найти:
Работу газа $A$, изменение внутренней энергии $\Delta U$, количество теплоты $Q$.

Решение:
На графике p(V) показан процесс, при котором давление газа остается постоянным ($p = const$), следовательно, это изобарный процесс. Поскольку конечный объем меньше начального ($V_2 < V_1$), происходит изобарное сжатие газа.

1. Работа, совершаемая газом при изобарном процессе, вычисляется по формуле:
$A = p(V_2 - V_1) = p\Delta V$
Подставляем числовые значения:
$A = 1 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot (1 \text{ м}^3 - 3 \text{ м}^3) = 1 \cdot 10^5 \cdot (-2) = -2 \cdot 10^5 \text{ Дж} = -200 \text{ кДж}$
Работа газа отрицательна, так как объем уменьшается, то есть внешние силы совершают работу над газом.

2. Изменение внутренней энергии для одного моля идеального одноатомного газа определяется как:
$\Delta U = \frac{3}{2}\nu R \Delta T$
Используя уравнение состояния идеального газа $pV = \nu RT$, для изобарного процесса можно записать $p\Delta V = \nu R \Delta T$. Тогда формулу для изменения внутренней энергии можно преобразовать:
$\Delta U = \frac{3}{2} p \Delta V = \frac{3}{2} A$
$\Delta U = \frac{3}{2} \cdot (-2 \cdot 10^5 \text{ Дж}) = -3 \cdot 10^5 \text{ Дж} = -300 \text{ кДж}$
Внутренняя энергия газа уменьшилась, что означает, что его температура понизилась ($\Delta T < 0$).

3. Количество теплоты, полученное или отданное газом, находим из первого закона термодинамики:
$Q = \Delta U + A$
$Q = (-3 \cdot 10^5 \text{ Дж}) + (-2 \cdot 10^5 \text{ Дж}) = -5 \cdot 10^5 \text{ Дж} = -500 \text{ кДж}$
Знак "минус" указывает на то, что газ отдает теплоту окружающей среде.

Ответ: Процесс является изобарным сжатием. Работа газа $A = -200$ кДж, изменение внутренней энергии $\Delta U = -300$ кДж, количество отданной теплоты $Q = -500$ кДж.

б

Дано:
Количество вещества: $ν = 1$ моль
Газ: идеальный одноатомный
Процесс: изобарный
Давление: $p = 10$ кПа
Начальная температура: $T_1 = 400$ К
Конечная температура: $T_2 = 300$ К
Универсальная газовая постоянная: $R \approx 8.31$ Дж/(моль·К)

Перевод в СИ:
$p = 10 \text{ кПа} = 10 \cdot 10^3 \text{ Па} = 10^4 \text{ Па}$

Найти:
Работу газа $A$, изменение внутренней энергии $\Delta U$, количество теплоты $Q$.

Решение:
На графике p(T) показан процесс, при котором давление газа остается постоянным ($p = const$), следовательно, это изобарный процесс. Поскольку конечная температура меньше начальной ($T_2 < T_1$), согласно закону Гей-Люссака ($V/T = const$), объем газа пропорционально уменьшается. Таким образом, происходит изобарное охлаждение и сжатие газа.

1. Изменение внутренней энергии для одного моля идеального одноатомного газа:
$\Delta U = \frac{3}{2}\nu R (T_2 - T_1)$
Подставляем числовые значения:
$\Delta U = \frac{3}{2} \cdot 1 \text{ моль} \cdot 8.31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}} \cdot (300 \text{ К} - 400 \text{ К}) = 1.5 \cdot 8.31 \cdot (-100) \approx -1246.5 \text{ Дж} \approx -1.25 \text{ кДж}$
Внутренняя энергия газа уменьшилась.

2. Работу газа при изобарном процессе можно найти через изменение температуры. Из уравнения состояния идеального газа $p\Delta V = \nu R \Delta T$, поэтому:
$A = p\Delta V = \nu R (T_2 - T_1)$
$A = 1 \text{ моль} \cdot 8.31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}} \cdot (300 \text{ К} - 400 \text{ К}) = 8.31 \cdot (-100) = -831 \text{ Дж}$
Работа газа отрицательна, что подтверждает сжатие газа.

3. Количество теплоты находим из первого закона термодинамики:
$Q = \Delta U + A$
$Q = (-1246.5 \text{ Дж}) + (-831 \text{ Дж}) = -2077.5 \text{ Дж} \approx -2.08 \text{ кДж}$
Знак "минус" указывает на то, что газ отдает теплоту.

Ответ: Процесс является изобарным охлаждением (сжатием). Работа газа $A = -831$ Дж, изменение внутренней энергии $\Delta U \approx -1247$ Дж, количество отданной теплоты $Q \approx -2078$ Дж.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 295 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №1 (с. 295), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.