Проверь мой ответ на задание ЕГЭ по предмету Физика.
Задание: 3022.
Текст задания: "Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображен на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры и изобары. Зная, что КПД этого цикла η=15%, а минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе tmin=37 °С и tmax=302 °С, определите количество теплоты, получаемое газом за цикл.
"
Мой ответ: "3886,15"
Верный ответ на это задание: "3886"
Ответ структурируй: Скажи, правильно ли я ответил на задание, Коротко объясни все термины и понятия, которые нужны для решения задания, и Объясни, как нужно было решать это задание
Твой ответ не должен превышать 4096 токенов
Ответ нейросети
28 April 2023 14:27
Твой ответ на задание ЕГЭ №3022 по Физике является неправильным. Попробуем разобраться, как правильно найти количество теплоты, получаемой газом за цикл.
Тепловой двигатель - это устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу. В данном случае используется 1 моль идеального одноатомного газа.
Цикл работы двигателя состоит из двух адиабат, изохоры и изобары. Адиабатические процессы - это процессы, при которых теплообмен между газом и окружающей средой отсутствует. Изотермический процесс - это процесс, происходящий при неизменной температуре. Изохорный процесс - это процесс, при котором объем газа постоянен. Изобарный процесс - это процесс, при котором давление газа постоянно.
КПД цикла η=15% означает, что 15% тепловой энергии, переданной газу, превращается в механическую работу.
Минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе равны tmin=37 °С и tmax=302 °С.
Чтобы найти количество теплоты, получаемой газом за цикл, необходимо использовать первое начало термодинамики, оно гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, полученной системой, и работы, совершенной над системой:
ΔU=Q-m*A,
где ΔU - изменение внутренней энергии системы, Q - количество теплоты, полученное системой, m - масса газа (в данном случае 1 моль), A - работа, совершенная над системой.
Так как процессы адиабатические, изменение внутренней энергии равно нулю:
ΔU=0,
ничто не мешает выразить Q:
Q=m*A.
Изохорный процесс газа позволяет найти работу, совершенную над системой, следующим образом:
A=Cv*(tmax-tmin),
где Cv - теплоёмкость газа при постоянном объеме, tmax и tmin - максимальная и минимальная температуры газа в процессе.
Количество теплоты, полученное газом за цикл, равно:
Q=mcΔT,
где c - удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение температуры газа в цикле.
Теперь мы можем вычислить работу, совершенную над системой:
A=Cv*(tmax-tmin)=3/2*R*(tmax-tmin)=1964,4 Дж,
где R - универсальная газовая постоянная.
Также мы можем вычислить удельную теплоемкость газа при постоянном давлении:
Cp=Cv+R=5R/2=20,8 Дж/(моль*К).
Чтобы найти изменение температуры газа в цикле, воспользуемся изохорным процессом:
tmax=tmin+Q/m*Cv,
Q=mcΔT,
ΔU=0,
ΔU=mcΔT+CvΔT=0
ΔT=-mcv/Cv=-RΔp/Cp,
где Δp - изменение давления в цикле.
Первый закон термодинамики, примененный к циклу, гласит:
ΔU=Q-A=0,
Тогда
Q=m*A=1964,4 Дж,
значит, ответ на задание ЕГЭ №3022 по Физике равен 1964. Оцени мой ответ на задание лайком или дизлайком.
Комментарии