Анализ физических процессов. Термодинамика

[рис.] На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V–⁠T, где V — объём газа, T — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих процессы на графике. 1. Газ за цикл совершает работу, равную нулю. 2. Давление газа в процессе AB постоянно, при этом внешние силы совершают над газом положительную работу. 3. В процессе BC газ отдаёт положительное количество теплоты. 4. В процессе CD внутренняя энергия газа уменьшается. 5. В процессе DA давление газа изотермически уменьшается.

[рис.] В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в раскаленную печь. На рисунке показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений, и укажите их номера. 1. В точке 3 вещество находится в газообразном состоянии. 2. В процессе 1–2 внутренняя энергия вещества увеличивалась. 3. Температура кипения вещества равна $2170 градусовC$ 4. Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем удельная теплоёмкость вещества в твердом состоянии. 5. Для того чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему нужно сообщить 87 Дж.

[рис.] В лаборатории изучали процессы, происходящие с газом. График зависимости объёма V постоянной массы газа от его абсолютной температуры T приведён на рисунке. Считая газ идеальным, выберите все верные утверждения. 1) На участке 1–2 внутренняя энергия газа увеличивалась. 2) На участке 2–3 газ совершал работу. 3) Давление газа в состоянии 2 меньше давления газа в состоянии 1. 4) На участке 2–3 газ получал положительное количество теплоты. 5) В состояниях 1 и 3 давление газа одинаково.

[рис.] Один моль аргона участвует в процессе 1−2−3, график которого изображен на рисунке в координатах $p—E$ где p − давление газа, E − средняя кинетическая энергия молекул аргона. Из приведенного списка выберите все верные утверждения. 1) На участке 1−2 плотность аргона уменьшается. 2) На участке 2−3 происходит изотермическое расширение аргона. 3) На участке 1−2 аргон отдает положительное количество теплоты. 4) На участке 1−2 аргон изохорно нагревается. 5) На участке 2−3 аргон отдает положительное количество теплоты.

[рис.] Один моль аргона служит рабочим телом в тепловом двигателе, который работает по циклу, показанному на рисунке в координатах p−V (р — давление аргона, V — его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие работу данного двигателя. 1) Аргон получает положительное количество теплоты от нагревателя в процессах 4−1 и 1−2. 2) Работа газа за цикл равна $3p_0V_0$ 3) В процессе 3−4 внутренняя энергия аргона уменьшается. 4) В процессе 2−3 аргон получает от нагревателя положительное количество теплоты. 5) Максимальная абсолютная температура аргона в цикле в 3 раза больше минимальной.

[рис.] На рисунке приведён график процесса 1−2−3, проводимого с постоянной массой идеального газа (р — давление газа, V — его объём). Используя данные графика, выберите из предложенного перечня все верные утверждения о процессах, происходящих с газом, и укажите их номера. 1) В состояниях 2 и 3 внутренняя энергия газа одинаковая. 2) В процессе 1−2 внутренняя энергия газа увеличивается. 3) В процессе 1−2 газ совершает положительную работу. 4) Абсолютная температура газа в состоянии 1 больше абсолютной температуры в состоянии 3 в два раза. 5) В процессе 2−3 газ получает положительное количество теплоты.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса гелия в сосуде не изменяется. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния гелия. 1) При медленном понижении температуры давление гелия не изменяется. 2) Если на поршень насыпать некоторое количество песка, не меняя температуры гелия, то после установления равновесия в системе давление гелия будет меньше первоначального давления. 3) При медленном повышении температуры сила давления гелия на поршень не изменяется. 4) При медленном понижении температуры объём, занимаемый гелием, не изменяется. 5) При медленном изотермическом сжатии гелия в цилиндре он отдаёт окружающим телам некоторое положительное количество теплоты.

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

[рис.] В калориметре под поршнем находится вещество в твёрдом состоянии. Калориметр поместили в разогретую печь. На рисунке показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений, и укажите номера этих утверждений. 1) Температура плавления вещества равна $90 градусовC$ 2) Точка 2 графика соответствует моменту, к которому вещество полностью расплавилось. 3) Теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом. 4) Для того, чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты 120 кДж. 5) Участок 2–3 графика соответствует переходу вещества в газообразное состояние.

[рис.] На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщённого им количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1) Удельная теплоёмкость в твёрдом агрегатном состоянии у второго тела в 3 раза меньше, чем у первого. 2) Удельная теплота плавления первого тела в 1,5 раза больше, чем у второго. 3) Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии больше его удельной теплоёмкости в жидком агрегатном состоянии. 4) Температура кипения первого тела в 2 раза ниже, чем температура плавления второго тела. 5) Для того чтобы полностью расплавить первое тело, находящееся в начальном состоянии, ему необходимо сообщить на 25% большее количество теплоты, чем второму телу, находящемуся при той же начальной температуре.

В калориметр налили жидкость и стали медленно её охлаждать с постоянной мощностью отведения количества теплоты. В таблице приведены результаты измерений температуры содержимого калориметра с течением времени. Время, мин | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 Температура, $\phantom градусовC$ | 101 | 96 | 91 | 90 | 90 | 90 | 87 | 78 Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённого экспериментального исследования, и укажите их номера. 1) Температура кристаллизации жидкости в данных условиях равна $90 градусовC$ 2) Через 17 мин после начала измерений в калориметре находилось вещество только в твёрдом состоянии. 3) Через 10 мин после начала измерений в калориметре находилось вещество как в жидком, так и в твёрдом состоянии. 4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом. 5) Через 31 мин после начала измерений в калориметре находилось вещество только в твёрдом состоянии.

На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел 1 и 2 одинаковой массы от отданного ими в процессе охлаждения количества теплоты Q. Первоначально тела находились в жидком агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения и укажите их номера. [рис.] 1) Тела имеют одинаковую удельную теплоту плавления. 2) Температура плавления тела 1 в 1,5 раза больше, чем тела 2. 3) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии. 4) В процессе кристаллизации тело 1 отдало в 1,5 раза большее количество теплоты, чем тело 2. 5) Удельная теплоёмкость тела 2 в твёрдом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем тела 1.

[рис.] На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от отданного ими при остывании количества теплоты Q. Первоначально тела находились в жидком агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1) Удельная теплота плавления второго тела в 2 раза меньше удельной теплоты плавления первого тела. 2) Температура плавления второго тела в 1,5 раза выше, чем температура плавления первого тела. 3) В твёрдом агрегатном состоянии удельная теплоёмкость второго тела больше, чем первого. 4) Удельная теплоёмкость первого тела в твёрдом агрегатном состоянии равна удельной теплоёмкости второго тела в жидком агрегатном состоянии. 5) В жидком агрегатном состоянии удельная теплоёмкость второго тела в 1,5 раза больше, чем первого.

[рис.] На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V−Т, где V — объём газа, Т — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) В процессе DA газ изобарно расширяется. 2) В процессе DA газ получает положительное количество теплоты. 3) В процессе CD газ изотермически сжимают. 4) В процессе DA газ совершает положительную работу. 5) В процессе ВС газ изохорно нагревают.

[рис.] На pV⁠-⁠диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же постоянным количеством газообразного аргона. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) В процессе 2 абсолютная температура аргона изобарно уменьшилась в 2 раза. 2) В процессе 1 плотность аргона уменьшилась в 5 раз. 3) В процессе 1 аргон изобарно увеличил свой объём в 4 раза. 4) В процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза. 5) Работа, совершенная аргоном в процессе 1, равна работе в процессе 2.

[рис.] На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от отведенного от них количества теплоты Q. Первоначально тела находились в жидком агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1) Удельная теплота плавления первого тела больше удельной теплоты плавления второго тела в 1,25 раза. 2) Для второго тела удельная теплоемкость в твердом агрегатном состоянии меньше, чем в жидком. 3) Тела имеют одинаковую удельную теплоемкость в жидком агрегатном состоянии. 4) Удельная теплоёмкость первого тела в жидком агрегатном состоянии в 2 раза меньше, чем в твердом. 5) Температура плавления второго тела выше, чем температура плавления первого тела.

[рис.] На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщенного им количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1) Удельная теплота плавления первого тела больше удельной теплоты плавления второго тела. 2) Для второго тела удельная теплоемкость в твердом агрегатном состоянии меньше, чем в жидком. 3) Тела имеют одинаковую удельную теплоемкость в твердом агрегатном состоянии. 4) Удельная теплоёмкость второго тела в твердом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем первого. 5) Температура плавления второго тела в 2 раза выше, чем температура плавления первого тела.

[рис.] На рисунке в координатах р–Т, где р — давление газа, Т — его абсолютная температура, показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) В процессе СD газ изохорно охлаждается. 2) В процессе АВ газу сообщают положительное количество теплоты. 3) В процессе ВС газ отдаёт положительное количество теплоты. 4) В процессе DA газ изотермически сжимают. 5) В процессе ВС плотность газа увеличивается.

[рис.] На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщённого им количества теплоты Q (температура измеряется в градусах Цельсия). Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. Используя данные графики, выберите из предложенного перечня все верные утверждения и укажите их номера. 1) Оба тела имеют одинаковую удельную теплоту плавления. 2) Температура плавления первого тела, выраженная в градусах Цельсия, в 1,5 раза больше, чем второго тела. 3) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в твёрдом агрегатном состоянии. 4) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии. 5) Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем первого тела.

В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в раскаленную печь. На рисунке показан график изменения температуры t от вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1. Температура плавления вещества равна $50 градусовС$ 2. Для того, чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему надо передать 80 кДж. 3. Тело полностью расплавилось когда получило 100 кДж теплоты. 4. Количество теплоты, которое необходимо затратить для нагревания тела от $60 градусовС$ до $80 градусовС$ равно 20 кДж. 5. Теплоемкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твердом. [рис.]

Кристаллическое вещество медленно нагревалось в плавильной печи с постоянной мощностью. Тепловые потери были пренебрежимо малыми. В таблице приведены результаты измерений температуры этого вещества в разные моменты времени. Время, мин | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 Температура, °С | 205 | 214 | 223 | 227 | 227 | 227 | 229 | 234 Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенного экспериментального исследования, и укажите их номера. 1. Температура плавления вещества в данных условиях равна 229 °С. 2. Через 18 мин. после начала измерений часть вещества находилась в твердом, а часть — в жидком состоянии. 3. Удельная теплоемкость вещества в жидком и в твердом состояниях одинакова. 4. Через 30 мин. после начала измерений все вещество находилось в жидком состоянии. 5. Процесс плавления вещества продолжался более 25 минут.

[рис.] При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с идеальным одноатомным газом разделили на две одинаковые части неподвижной перегородкой, способной проводить тепло (см. рисунок). В разных частях сосуда газ был нагрет до разных температур. Температура газа в части А была равна 293 К, а в части Б +40 °C. Количество газа одинаково в обеих частях. Считая, что теплоемкость сосуда пренебрежимо мала, выберите из предложенных утверждений все, которые верно отражают изменения, происходящие с газами после окончания нагревания к моменту установления теплового равновесия. 1. Температура газа в части Б повысится. 2. Внутренняя энергия газа в части А не изменится. 3. При теплообмене газ из части Б отдавал количество теплоты, а газ в части А его получал. 4. Через достаточно большой промежуток времени температуры газов в обоих частях станут одинаковыми и равными +30 °C. 5. В результате теплообмена газ, находящийся в части Б, совершил работу.

При изучении процессов, происходящих с идеальным газом, ученик занес в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Пользуясь таблицей, выберите все верные утверждения о результатах этих измерений. № состояния | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 p, кПа | 200 | 180 | 150 | 100 | 110 | 150 | 200 t, °C | 27 | 27 | 27 | 27 | 57 | 177 | 327 1. Объем газа в состоянии 4 в 2 раза больше объема газа в состоянии 1. 2. В опытах 1 — 3 объем газа был одинаковым. 3. Внутренняя энергия в опыте 7 в 2 раза больше, чем в опыте 4. 4. При переходе из состояния 5 к состоянию 7 газ отдавал тепло. 5. При переходе из состояния 1 к состоянию 2 газ совершал работу.

[рис.] Твердый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощенного количества теплоты Q и температуры образца t. Выберете из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результаты проведенных экспериментальных наблюдений. 1. В состоянии 2 вещество полностью расплавляется. 2. На участке 0–1 внутренняя энергия вещества не изменяется. 3. Для того чтобы полностью расплавить образец вещества, уже находящийся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты, равное 40 кДж. 4. Удельная теплоемкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твердом. 5. Температура плавления вещества равна 40 °С.

В двух одинаковых закрытых сосудах находятся два одноатомных идеальных газа. Количество вещества первого газа 2 моль, второго — 1 моль. Температура первого газа — 127 °C, второго — 300 К. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера. 1. Абсолютная температура газа второго выше первого. 2. Давление первого газа больше второго. 3. Концентрация первого газа больше второго. 4. Средняя квадратичная скорость молекул второго газа больше чем у первого. 5. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул второго газа в 0,75 раз больше, чем у первого.

[рис.] В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в печь. На рисунке дан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q от печи. Выберите все верные утверждения, соответствующие проведенному опыту. 1. Температура плавления вещества равна 40 °C. 2. В состоянии 2 у вещества максимальная внутренняя энергия. 3. Для того чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему надо передать 40 Дж теплоты. 4. На участке 2−3 переход вещества в газообразное состояние. 5. Удельная теплоемкость жидкого вещества меньше, чем твердого.

[рис.] Один моль идеального одноатомного газа совершает циклический процесс 1–2–3–4–1, график которого показан на рисунке в координатах p–V. Из предложенного перечня выберите все верные утверждения. 1. В процессе 1–2 газ совершает отрицательную работу. 2. В процессе 2–3 газу сообщают положительное количество теплоты. 3. В процессе 3–4 газ отдает положительное количество теплоты в окружающую среду. 4. В процессе 4–1 внутренняя энергия газа остается неизменной. 5. Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 1,6 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.

[рис.] 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 K. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения. 1. Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,5 моля. 2. Работа газа при его изобарном расширении равна 400 Дж. 3. Работа, совершенная над газом при его изобарном сжатии, равна 100 Дж. 4. На участке 2–3 газ отдает положительное количество теплоты. 5. Минимальная температура газа в циклическом процессе равна 100 K.

[рис.] Образец вещества нагревают в печи. На графике представлена зависимость поглощенного этим образцом количества теплоты Q от температуры образца t. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений. В начале процесса образец находился в твердом состоянии. 1. Температура плавления вещества равна 40 °C. 2. Для того чтобы нагреть полностью расплавленное вещество до температуры кипения необходимо передать ему количество теплоты 100 Дж. 3. В состоянии 2 вещество находится в твердой фазе. 4. В процессе 2–3 внутренняя энергия вещества уменьшается. 5. В процессе 0–1 часть вещества находится в твердой фазе, а часть — в жидкой фазе.

[рис.] Образец вещества нагревают в печи. На графике представлена зависимость поглощенного этим образцом количества теплоты Q от температуры образца t. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений. В начале процесса образец находился в твердом состоянии. 1. Температура кипения вещества равна 40 °C. 2. Для того чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты 50 Дж. 3. В состоянии 3 вещество полностью испарилось. 4. В процессе 1–2 внутренняя энергия вещества увеличивается. 5. В процессе 2–3 часть вещества находится в твердой фазе, а часть — в жидкой фазе.