Новая школа

Тест по физике (8 класс) Тема: Первый закон термодинамики Тип вопросов: открытые Количество вопросов: 10 Условие к конвенции знаков: используем формулу ΔU = Q − W, где

Q — тепло, подводимое в систему (положительно, если подводят тепло);
W — работа, совершаемая системой над окружением (положительно, если система делает работу над окружением).

Опишите словами первый закон термодинамики и запишите его математическую форму с объяснением знаков.
В цилиндре с газом подводят 500 Дж тепла. газ при этом совершает 200 Дж работы над окружением. Найдите изменение внутренней энергии газа.
В процессе изменение внутренней энергии равно 120 Дж. В систему поступило −40 Дж тепла (то есть тепло ушло из системы). Найдите работу, совершаемую газом над окружением.
В адиабатическом процессе Q = 0. Газ расширяется и при этом совершает 60 Дж работы над окружением. Найдите изменение внутренней энергии.
Для идеального газа при изотермическом процессе температура не меняется. Что это значит для ΔU, Q и W? Опишите и запишите соответствующие соотношения.
Опишите знак W в двух случаях: (а) система делает работу над окружением; (б) окружение выполняет работу над системой. Что это означает в числовом виде?
Запишите формулу зависимости изменения внутренней энергии идеального газа от температуры: ΔU = n Cv ΔT. Что означают n и Cv? Кратко объясните.
Система получает 120 Дж тепла и не выполняет никакой работы (W = 0). Как изменится внутри система?
Система: Q = 80 Дж, W = 120 Дж. Найдите ΔU и поясните физический смысл.
В изолированной системе (Q = 0) изменение внутренней энергии составило −40 Дж. Найдите, какая работа была совершена системой над окружением (укажите знак и величину) и кратко объясните.

Ответы

Первый закон термодинамики: изменение внутренней энергии системы равно разности подведённого тепла и выполненной системой работы: ΔU = Q − W. Пояснение знаков: Q > 0 — тепло поступает в систему; W > 0 — система делает работу над окружением.
ΔU = Q − W = 500 Дж − 200 Дж = 300 Дж.
W = Q − ΔU = (−40 Дж) − 120 Дж = −160 Дж. Значит, работа над окружением совершается окружением над системой на 160 Дж (W отрицательное по принятой конвенции).
ΔU = Q − W = 0 − 60 Дж = −60 Дж.
При изотермическом процессе для идеального газа ΔU = 0. Следовательно, Q = W: тепло, подведённое системе, полностью идёт на работу (или наоборот, если работа идёт на систему). То есть тепло и работа компенсируют друг друга по энергии, но температура не меняется.
(а) Если система делает работу над окружением, то W > 0. (б) Если окружение делает работу над системой, то W < 0. Соответственно ΔU = Q − W увеличится при отрицательном W и уменьшится при положительном W по величине подводного тепла Q.
ΔU = n Cv ΔT. Здесь n — число молей вещества, Cv — молярная теплоёмкость при постоянном объёме. Это означает, что изменение внутренней энергии идеального газа зависит только от изменения температуры (для данного количества вещества).
ΔU = Q − W = 120 Дж − 0 = 120 Дж. У внутренней энергии возрастают на 120 Дж.
ΔU = Q − W = 80 Дж − 120 Дж = −40 Дж. Внутренняя энергия уменьшается на 40 Дж (газ получает работу над окружением сильнее, чем тепло поступает в систему).
В изолированной системе Q = 0 и ΔU = −40 Дж. Тогда −40 Дж = 0 − W, значит W = 40 Дж. Это означает, что система сделала работу над окружением на 40 Дж.

Бесплатный сервис «Учительская»

Тест на тему Первый закон термодинамики

Популярные тесты

Тест по информатике: Анализ алгоритмов. Этапы решения задач на компьютере

Вопрос 1:

Вопрос 2:

Вопрос 3:

Вопрос 4:

Вопрос 5:

Вопрос 6:

Вопрос 7:

Вопрос 8:

Вопрос 9:

Вопрос 10:

Конец теста