Вариант № 2 1. При сообщении газу количества теплоты 7 МДж он расширился и совершил работу 2 МДж против внешних сил. Найдите изменение внутренней энергии газа. Увеличилась она или уменьшилась? 2. Вычислите изменение внутренней энергии водорода, находящегося в закрытом сосуде, при его нагревании на 10 °С. Масса водорода 2 кг. 3 m RAT ? 3. Какая физическая величина вычисляется по формуле 2 М 1) внутренняя энергия одноатомного идеального газа; 2) потенциальная энергия одноатомного идеального газа; 3) давление идеального газа; 4) объем идеального газа. 4. Если в некотором процессе подведенная к газу теплота равна работе, совершенной газом, т.е. Q-A, то такой процесс является 1) изотермическим 3) изобарическим 2) адиабатическим 4) изохорическим 5. Над идеальным одноатомным газом в количестве вещества 1 моль совершили процесс 1-2-3-1. Определите отношение А23/А41?

1. Изменение внутренней энергии газа

• Шаг 1: Используем первый закон термодинамики: ΔU = Q - A, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - количество теплоты, A - работа, совершенная газом.
• Шаг 2: Подставляем значения: Q = 7 МДж, A = -2 МДж (работа против внешних сил).
• Шаг 3: Вычисляем изменение внутренней энергии: ΔU = 7 МДж - (-2 МДж) = 9 МДж.
• Шаг 4: Так как ΔU > 0, внутренняя энергия увеличилась.

Ответ: 9 МДж, увеличилась.

2. Изменение внутренней энергии водорода

• Шаг 1: Для двухатомного газа (водорода) изменение внутренней энергии: ΔU = (5/2) * m/M * R * ΔT, где m - масса газа, M - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры.
• Шаг 2: m = 2 кг = 2000 г, M(H₂) = 2 г/моль, ΔT = 10 °C, R = 8.31 Дж/(моль*К).
• Шаг 3: Подставляем значения: ΔU = (5/2) * (2000 г / 2 г/моль) * 8.31 Дж/(моль*К) * 10 К.
• Шаг 4: Вычисляем: ΔU = (5/2) * 1000 * 8.31 * 10 = 207750 Дж = 207.75 кДж.

Ответ: 207.75 кДж.

3. Физическая величина

Формула \(\frac{3}{2} \frac{m}{M} RT\) соответствует внутренней энергии одноатомного идеального газа.

Ответ: 1) внутренняя энергия одноатомного идеального газа.

4. Тип процесса

Если Q = A, то есть подведенная к газу теплота равна работе, совершенной газом, то ΔU = 0. Это соответствует изотермическому процессу.

Ответ: 1) изотермическим

5. Отношение работ

• Шаг 1: Анализируем процесс 1-2-3-1.
• Шаг 2: Работа A₂₃ совершается при переходе 2-3, где давление постоянно (изобарный процесс). A₂₃ = P * (V₁ - V₁) = P * (V - V) = 0, так как изменение объема равно нулю.
• Шаг 3: Работа A₄₁ совершается при переходе 4-1, где также давление постоянно (изобарный процесс). A₄₁ = P * (V - 4V) = -3PV. Т.к. V находится на оси абсцисс, обозначим конечный объем как V, а начальный 4V (следуя графику). Работа газа отрицательна, так как газ сжимается.
• Шаг 4: Находим отношение A₂₃/A₄₁ = 0 / (-3PV) = 0.

Ответ: 0