В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон (8 видео)

Содержание

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон
В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон
В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон
В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон
В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон
🎬 Видео

Видео:5 задач на МКТ и термодинамику | ФИЗИКА ЕГЭСкачать

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон

Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К; объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Поршень медленно перемещается без трения. Теплоёмкость поршня и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент?

1. Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа, внутренняя энергия которого пропорциональна температуре и числу молей .

2. Связь между температурой, давлением и объёмом идеального газа можно получить с помощью уравнения Клапейрона – Менделеева: . Поршень в цилиндре находится в состоянии механического равновесия, так что давление газов в любой момент одинаково. В начальный момент объёмы газов одинаковы, и уравнение Клапейрона – Менделеева приводит к связи между начальными температурами гелия и аргона и и числом молей этих газов и : .

3. Поскольку цилиндр теплоизолирован, а работа силы трения равна нулю, суммарная внутренняя энергия газов в цилиндре сохраняется: , где – температура газов в цилиндре после установления теплового равновесия. Отсюда находим температуру газов: С учётом связи между начальными температурами газов и числом молей получаем:

4. Отношение внутренней энергии гелия в конце процесса и в начальный момент равно отношению температур:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: первое начало термодинамики, формула для внутренней энергии идеального газа и уравнение Клапейрона – Менделеева);

II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Видео:Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной - №29369Скачать

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон

Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой — аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона — 900 К, объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии.

Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь.

Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа, для которого применимо уравнение Клапейрона — Менделеева

Поршень в цилиндре вначале находится в состоянии механического равновесия, значит, давления газов в начальный момент совпадают. То же самое можно сказать и про конечный момент времени. В начальный момент объёмы газов одинаковы и равны и уравнение Клапейрона — Менделеева приводит к связи между начальными температурами гелия и аргона и и числом молей этих газов и :

После установления теплового равновесия температура газов равна а объёмы гелия и аргона изменились и стали равны и соответственно. Уравнения Клапейрона — Менделеева в этот момент приводят к соотношению Поскольку суммарный объём цилиндра остался неизменным: получаем, что Учитывая, что получим

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае – уравнение Клапейрона–Менделеева, условие равновесия поршня);

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

Видео:Сварка для чайников ч 6!!! Аргон и Гелий в TIGСкачать

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон

теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводщим поршнем на 2 части . в одной части цилиндра находится гелий а в другом аргон. в начальный момент температура гелия равна 300К а аргона 900К. объемы занимаемые газами одинаковы,а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объем занимаемый гелием, после установления теплового равновесия если поршень перемещается без трения? ( теплоемкостью цилиндра на поршень пренебречь.)

v1 — количество молей гелий

v2 -количество молей аргон

Р0 — давление одинаковое — динамическое равновесие

левые части равны , приравняем правые части

v1RT1 = v2RT2 ; v1/v2=T2/T1 (1)

Т — температура газов одинакова- тепловое равновесие

Р1 — давление одинаковое — динамическое равновесие

здесь Vг ; Vа объемы газов , после смещения поршня, тогда Va=2V -Vг (4)

Vг / Vа = v1 / v2 подставим сюда (1) и (4)

Vг / (2V -Vг) = T2/T1

тогда после преобразований

Vг = 2V*Т2 / (T1+T2) — объем гелия ПОСЛЕ

разделим ПОСЛЕ / ДО = Vг / V = 2V*Т2 / (T1+T2) / V = 2*900 / (900+300) = 1.5 раза

объем гелия увеличился в 1.5 раза

после установления теплового равновесия.

это нормально — температура у гелия повысилась, а у аргона понизилась

Видео:Видеоурок по математике "Цилиндр"Скачать

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон

v1 — количество молей гелий

v2 -количество молей аргон

Р0 — давление одинаковое — динамическое равновесие

левые части равны , приравняем правые части

v1RT1 = v2RT2 ; v1/v2=T2/T1 (1)

Т — температура газов одинакова- тепловое равновесие

Р1 — давление одинаковое — динамическое равновесие

здесь Vг ; Vа объемы газов , после смещения поршня, тогда Va=2V -Vг (4)

Vг / Vа = v1 / v2 подставим сюда (1) и (4)

Vг / (2V -Vг) = T2/T1

тогда после преобразований

Vг = 2V*Т2 / (T1+T2) — объем гелия ПОСЛЕ

разделим ПОСЛЕ / ДО = Vг / V = 2V*Т2 / (T1+T2) / V = 2*900 / (900+300) = 1.5 раза

объем гелия увеличился в 1.5 раза

после установления теплового равновесия.

это нормально — температура у гелия повысилась, а у аргона понизилась

Видео:✓ Задача про цилиндр | ЕГЭ-2018. Задание 14. Математика. Профильный уровень | Борис ТрушинСкачать

В одной части цилиндра находится гелий в другой аргон

Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится ν = 2 моль гелия, а в правой — такое же количество моль аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: T = 300 К. Определите отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия.

1. Так как сосуд теплоизолирован и начальные температуры газов одинаковы, то после установления равновесия температура в сосуде будет равна первоначальной, а гелий равномерно распределится по всему сосуду. После установления равновесия в системе в каждой части сосуда окажется по 1 моль гелия: ν₁ = 1. В результате в сосуде с аргоном окажется 3 моль смеси: ν₂ = ν₁ + ν = 3.

2. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна температуре и количеству молей:

3. Запишем условие термодинамического равновесия: T₁ = T₂.

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула для внутренней энергии одноатомного идеального газа, условие термодинамического равновесия);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических

преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.