Термодинамика

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного аргона (p – давление аргона, V – его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, изображённые на рисунке. В процессе 1 объём аргона изобарно увеличился в 4 раза. В процессе 1 абсолютная температура аргона изобарно увеличилась в 5 раз. В процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза. В процессе 2 плотность аргона уменьшилась в 2,5 раза. Работа, совершённая аргоном, в обоих процессах одинакова.

С идеальным газом происходит циклический процесс 1$ - $2$ - $3$ - $4$ - $1, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. На основании анализа этого циклического процесса найдите все верные утверждения. Работа газа при его изобарном расширении равна 200 Дж. Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,45 моля. Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж. Минимальная температура в циклическом процессе равна 100 К. На участке 4–1 газ отдаёт положительное количество теплоты.

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного неона (p – давление неона; V – его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке. В процессе 1 объём неона изобарно увеличился в 4 раза. В процессе 2 абсолютная температура неона изобарно увеличилась в 2 раза. Работа, совершённая неоном, в обоих процессах одинакова. В процессе 1 плотность неона увеличилась в 5 раз. В процессе 2 концентрация молекул неона увеличилась в 2 раза.

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 303 К, а в части Б равна 20 ${}^\circ$С. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания. Температура газа в части Б повысилась. Внутренняя энергия газа в части А не изменилась. При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал. Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К. В результате теплообмена газ в сосуде А совершил работу.

Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две равные части. В первую часть сосуда поместили некоторое количество аргона при температуре 328 К, а во вторую – такое же количество аргона при температуре 15 ${}^\circ$С. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, найдите все верные утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с аргоном при переходе к тепловому равновесию. Температура газа во второй части сосуда повысилась. Внутренняя энергия газа в первой части сосуда увеличилась. При теплообмене газ в первой части сосуда отдавал теплоту, а газ во второй части сосуда её получал. Через достаточно большой промежуток времени температура газов в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 25 ${}^\circ$С. В результате теплообмена газ в первой части сосуда совершил положительную работу.

На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного газообразного гелия. Из приведённого ниже списка найдите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. В процессе 1–2 гелий совершил работу 100 Дж. В процессе 3–4 абсолютная температура гелия изобарно увеличилась в 3 раза. Работа, совершённая гелием, в процессе 1–2 меньше, чем в процессе 3–4. В процессе 1–2 внутренняя энергия гелия увеличилась в 5 раз. В состоянии 2 абсолютная температура гелия в 2 раза выше, чем в состоянии 3.

Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две равные части. В первую часть сосуда поместили некоторое количество аргона при температуре 328 К, а во вторую – такое же количество аргона при температуре 15 ${}^\circ$С. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с аргоном при переходе к тепловому равновесию. Внутренняя энергия газа в первой части сосуда увеличилась. Температура газа во второй части сосуда повысилась. При теплообмене газ в первой части сосуда отдавал положительное количество теплоты, а газ во второй части сосуда его получал. Через достаточно большой промежуток времени температура газов в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 25 ${}^\circ$С. В результате теплообмена газ в первой части сосуда совершил положительную работу.

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1$ - $2$ - $3$ - $4$ - $1, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. Масса газа постоянна. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения. Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 100 Дж. В процессе 2–3 газ получает положительное количество теплоты. Работа газа за цикл равна 200 Дж. Минимальная температура в циклическом процессе равна 200 К. Количество теплоты, переданное газу при изохорном нагревании, равно 900 Дж.

Один моль аргона является рабочим телом в тепловом двигателе, который работает по циклу, показанному на рисунке в переменных p – V (p – давление аргона, V – его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие работу двигателя. Аргон получает положительное количество теплоты от нагревателя только в процессе 1–2. В процессе 3–4 внутренняя энергия аргона не изменяется. Работа аргона за цикл равна 2$p_{0}$$V_{0}$. В процессе 4–1 аргон отдаёт холодильнику положительное количество теплоты. Максимальная абсолютная температура аргона в цикле в 6 раз больше минимальной.

Твёрдый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты $Q$ и температуры образца $t$. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. 1. В состоянии 2 вещество расплавилось наполовину. 2. На участке 0$ - $1 внутренняя энергия вещества возрастает. 3. Температура кипения вещества равна 40 $^\circ$C. 4. Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии больше, чем в твёрдом. 5. Для того чтобы увеличить температуру этого образца вещества в жидком состоянии на 40 $^\circ$C, ему надо передать количество теплоты, равное 180 кДж.