Номер 2, страница 295 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

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 2, страница 295.
№2 (с. 295)
Условие. №2 (с. 295)
скриншот условия


2. На рис. 215 показаны процессы изменения состояния трёх молей идеального одноатомного газа. Ответьте на четыре вопроса из данного параграфа для каждого из этих процессов.
Рис. 215
Решение. №2 (с. 295)
а
Дано:
ν = 3 моль
Газ - идеальный одноатомный
p = 10 кПа
V₁ = 3 дм³
V₂ = 1 дм³
R ≈ 8,31 Дж/(моль·К)
p = 10 × 10³ Па = 10⁴ Па
V₁ = 3 × 10⁻³ м³
V₂ = 1 × 10⁻³ м³
Найти:
A - работа газа
ΔU - изменение внутренней энергии
Q - количество теплоты
Решение:
На графике p(V) показан процесс, в котором давление газа остается постоянным ($p = \text{const}$), а объем уменьшается. Следовательно, это изобарное сжатие.
1. Работа, совершаемая газом в изобарном процессе, вычисляется по формуле:
$A = p(V₂ - V₁) = p\Delta V$
Подставим числовые значения:
$A = 10⁴ \text{ Па} \cdot (1 \cdot 10⁻³ \text{ м³} - 3 \cdot 10⁻³ \text{ м³}) = 10⁴ \cdot (-2 \cdot 10⁻³) \text{ Дж} = -20 \text{ Дж}$
Работа газа отрицательна, так как объем газа уменьшается (внешние силы совершают работу над газом).
2. Изменение внутренней энергии для одноатомного идеального газа определяется формулой:
$ΔU = \frac{3}{2}νRΔT$
Из уравнения состояния идеального газа для изобарного процесса следует, что $pΔV = νRΔT$. Используя это соотношение, можно выразить изменение внутренней энергии через работу:
$ΔU = \frac{3}{2}pΔV = \frac{3}{2}A$
$ΔU = \frac{3}{2} \cdot (-20 \text{ Дж}) = -30 \text{ Дж}$
Внутренняя энергия газа уменьшилась, что соответствует понижению его температуры.
3. Количество теплоты, полученное или отданное газом, найдем из первого начала термодинамики:
$Q = ΔU + A$
$Q = -30 \text{ Дж} + (-20 \text{ Дж}) = -50 \text{ Дж}$
Знак "минус" означает, что газ отдает теплоту в окружающую среду.
Ответ: работа газа $A = -20$ Дж; изменение внутренней энергии $ΔU = -30$ Дж; количество теплоты $Q = -50$ Дж (газ отдает тепло).
б
Дано:
ν = 3 моль
Газ - идеальный одноатомный
p = 0,1 МПа
T₁ = 350 К
T₂ = 300 К
R ≈ 8,31 Дж/(моль·К)
p = 0,1 × 10⁶ Па = 10⁵ Па
Найти:
A - работа газа
ΔU - изменение внутренней энергии
Q - количество теплоты
Решение:
На графике p(T) показан процесс, в котором давление газа остается постоянным ($p = \text{const}$), а температура уменьшается. Следовательно, это изобарное охлаждение.
1. Изменение внутренней энергии для одноатомного идеального газа вычисляется по формуле:
$ΔU = \frac{3}{2}νR(T₂ - T₁)$
Подставим числовые значения:
$ΔU = \frac{3}{2} \cdot 3 \text{ моль} \cdot 8,31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль} \cdot \text{К}} \cdot (300 \text{ К} - 350 \text{ К}) = 4,5 \cdot 8,31 \cdot (-50) \text{ Дж} \approx -1870 \text{ Дж} = -1,87 \text{ кДж}$
Внутренняя энергия газа уменьшилась, так как газ охладился.
2. Работу газа в изобарном процессе можно найти по формуле $A = pΔV$. Из уравнения состояния идеального газа ($pΔV = νRΔT$) работу можно выразить через изменение температуры:
$A = νR(T₂ - T₁)$
$A = 3 \text{ моль} \cdot 8,31 \frac{\text{Дж}}{\text{моль} \cdot \text{К}} \cdot (300 \text{ К} - 350 \text{ К}) = 3 \cdot 8,31 \cdot (-50) \text{ Дж} \approx -1247 \text{ Дж} \approx -1,25 \text{ кДж}$
Работа газа отрицательна, так как при охлаждении его объем уменьшается (происходит сжатие).
3. Количество теплоты, полученное или отданное газом, найдем из первого начала термодинамики:
$Q = ΔU + A$
$Q \approx -1870 \text{ Дж} + (-1247 \text{ Дж}) = -3117 \text{ Дж} \approx -3,12 \text{ кДж}$
Знак "минус" означает, что газ отдает теплоту в окружающую среду.
Ответ: работа газа $A ≈ -1,25$ кДж; изменение внутренней энергии $ΔU ≈ -1,87$ кДж; количество теплоты $Q ≈ -3,12$ кДж (газ отдает тепло).
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 2 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 №2 (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.