Основы молекулярно-кинетической теории

1 ЗАДАЧА · 3 ШАГА

1. Последовательное изменение объёма при постоянной температуре

В закрытом сосуде находится постоянное количество идеального газа при постоянной температуре. В начальном состоянии газ занимает объём $3,0$ л при давлении $120$ кПа. Затем газ изотермически сжимают до объёма $1,5$ л, а после этого изотермически расширяют до объёма $4,0$ л. Потери газа отсутствуют. Найдите давление газа после каждого этапа и сравните конечное давление с начальным. Используйте закон Бойля — Мариотта и проверьте результат по зависимости $pV=const$.

1 ВОПРОС · 1 БАЛЛ

2. Анализ перехода при постоянной температуре

В герметичном сосуде находится постоянное количество идеального газа. Температура газа поддерживается постоянной. Объём газа уменьшили в $3$ раза. Как изменилось его давление? Выберите верный ответ.

• Увеличилось в $9$ раз.
• Не изменилось.
• Увеличилось в $3$ раза.
• Уменьшилось в $3$ раза.

1 ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

3. Последовательное изменение объёма и температуры при постоянном давлении

В цилиндре под подвижным поршнем находится постоянное количество идеального газа. Давление газа поддерживают постоянным и равным $1,2\cdot 10^5$ Па. В начальном состоянии температура газа равна $300$ К, а объём — $2,4$ л. Газ нагрели до температуры $450$ К, затем поршень переместили так, что объём газа стал равен $6,0$ л, не изменяя давления. Найдите объём газа после первого нагревания и конечную температуру. Обоснуйте выбор закона и проверьте конечный результат по пропорциональной зависимости объёма от абсолютной температуры.

1 ВОПРОС · 1 БАЛЛ

4. Изохора: анализ графика и прогноз состояния

В сосуде находится постоянное количество идеального газа. При постоянном объёме измерили: при температуре $T_1=300\mathrm{K}$ давление $p_1=100\mathrm{kPa}$, а при температуре $T_2=450\mathrm{K}$ давление $p_2=150\mathrm{kPa}$. Выберите верное описание зависимости $p(T)$ и значение давления при $T_3=600\mathrm{K}$.

• График — гипербола; $p_3=75\mathrm{kPa}$ при $T_3=600\mathrm{K}$。
• График — прямая, проходящая через начало координат; $p_3=200\mathrm{kPa}$ при $T_3=600\mathrm{K}$。
• График — прямая, не проходящая через начало координат; $p_3=250\mathrm{kPa}$ при $T_3=600\mathrm{K}$。
• График — горизонтальная прямая; $p_3=150\mathrm{kPa}$ при $T_3=600\mathrm{K}$。

1 ЗАДАЧА · 3 БАЛЛА

5. Двухэтапное изотермическое сжатие

В герметичном цилиндре находится постоянное количество идеального газа. Температура газа поддерживается постоянной. В начальном состоянии давление газа равно $100$ кПа, а объём — $6$ л. Сначала газ сжали до объёма $4$ л. Затем его продолжили сжимать до давления $300$ кПа. Найдите давление после первого этапа, объём газа после второго этапа и общее уменьшение объёма по сравнению с начальным состоянием. Используйте закон изотермического процесса и проверьте, согласуется ли результат с тем, что при сжатии давление должно увеличиваться.