Номер 5, страница 267 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 80. Работа в термодинамике. Глава 13. Основы термодинамики - номер 5, страница 267.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Процесс 1-2, изображенный на p,V-диаграмме.

Из графика находим параметры начального и конечного состояний:

Начальное состояние (точка 1):

Давление $p_1 = 0,2 \cdot 10^5$ Па

Объем $V_1 = 0,05$ м³

Конечное состояние (точка 2):

Давление $p_2 = 0,05 \cdot 10^5$ Па

Объем $V_2 = 0,25$ м³

Найти:

Работу газа $A$.

Решение:

Работа, совершаемая газом в термодинамическом процессе, численно равна площади фигуры под графиком этого процесса в координатах $p(V)$. В данном случае процесс 1-2 представляет собой прямую линию, а фигура под ней — прямоугольную трапецию.

Основаниями трапеции являются давления $p_1$ и $p_2$, а высотой — изменение объема $\Delta V = V_2 - V_1$.

Площадь трапеции, а следовательно, и работа газа, вычисляется по формуле:

$A = \frac{p_1 + p_2}{2} \cdot (V_2 - V_1)$

Подставим значения из графика:

$A = \frac{0,2 \cdot 10^5 \text{ Па} + 0,05 \cdot 10^5 \text{ Па}}{2} \cdot (0,25 \text{ м³} - 0,05 \text{ м³})$

$A = \frac{0,25 \cdot 10^5}{2} \cdot 0,20$

$A = 0,125 \cdot 10^5 \cdot 0,2 = 0,025 \cdot 10^5 \text{ Дж}$

$A = 2500 \text{ Дж}$

Переведем полученное значение в килоджоули (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$A = \frac{2500}{1000} \text{ кДж} = 2,5 \text{ кДж}$

Информация о том, что газ является одноатомным, для нахождения работы не требуется.

Ответ: 2,5 кДж.