Задача №11(объяснение явлений; интерпретация результатов опытов, представленных в виде таблицы или графиков).

1) Задача. Один моль одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, изображенный на рисунке 1. Как изменятся следующие физические величины, если заменить исходный циклический процесс на процесс, изображенный на рисунке 2: количество теплоты полученное газом от нагревателя; работа газа за один цикл; КПД цикла?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

Решение: Из геометрических соображений (геометрическая интерпретация интеграла ) замечаем, что достаточно определить площадь под линией, описывающей состояние процесса, и сравнить. В первом случае (рисунок 1): . Во втором случае (рисунок 2): . Вывод: передаваемое газу от нагревателя количество теплоты увеличится. Прямоугольники, ограничивающие процесс на рисунках равновеликие, значит и работа газа за цикл не изменяется. КПД, как отношение работы газа к полученному количеству теплоты, уменьшится.

Ответ: 1 3 2.

2) На рисунке изображен циклический процесс, совершаемый над одноатомным идеальным газом в количестве один моль. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение: Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона-Менделеева: . Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа равно: . Изобарическому расширению соответствует процесс 1-2. Здесь все переданное газу тепло идет на совершение газом работы против внешних сил и на изменение внутренней энергии. Количество теплоты, поглощаемое газом в процессе изобарического расширения равно .

Изохорическому охлаждению соответствует процесс 2-3. Изменение внутренней энергии при этом равно .

Ответ: 2 3.