Марафон: задание 9

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 и укажите их номера.

1.  В процессе 1–2 внутренняя энергия газа увеличивается.

2.  В процессе 2–3 газ совершает положительную работу.

3.  В процессе 3–4 газ отдает некоторое количество теплоты.

4.  В процессе 4–1 температура газа увеличивается в 4 раза.

5.  Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 3 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.

В двух закрытых сосудах одинакового объема (1 литр) нагревают два различных газа  — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.

Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.

1.  Количество вещества первого газа больше, чем количество вещества второго газа.

2.  Так как по условию эксперимента газы имеют одинаковые объемы, а в момент времени t  =  40 мин. они имеют и одинаковые давления, то температуры этих газов в этот момент времени также одинаковы.

3.  В момент времени t  =  40 мин. температура газа 1 меньше температуры газа 2.

4.  В процессе проводимого эксперимента не происходит изменения внутренней энергии газов.

5.  В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.

На рисунке показана зависимость давления газа p от его плотности ρ в циклическом процессе, совершаемом 2 моль идеального газа в идеальном тепловом двигателе. Цикл состоит из двух отрезков прямых и четверти окружности. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1.  В процессе 1–2 температура газа уменьшается.

2.  В состоянии 3 температура газа максимальна.

3.  В процессе 2–3 объем газа уменьшается.

4.  Отношение максимальной температуры к минимальной температуре в цикле равно 8.

5.  Работа газа в процессе 3–1 положительна.

На рисунке в координатах p−V показан циклический процесс 1–2–3–4–1, который совершает один моль идеального одноатомного газа. Из предложенного перечня выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1.  В процессе 1–2 внутренняя энергия газа увеличивается.

2.  В процессе 2–3 газ совершает положительную работу.

3.  В процессе 3–4 газу сообщают некоторое количество теплоты.

4.  В процессе 4–1 температура газа увеличивается в 4 раза.

5.  Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 3 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.

В двух закрытых сосудах одинакового объема (1 литр) нагревают два различных газа  — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.

Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.

1.  Количество вещества первого и второго газов равны.

2.  В момент времени t  =  40 мин. температура второго газа больше температуры первого в два раза.

3.  В момент времени t  =  40 мин. температура второго газа меньше температуры первого в два раза.

4.  В процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия газов растет.

5.  В процессе проводимого эксперимента оба газа совершают положительную работу.

На рисунке в координатах p–V показан циклический процесс 1–2–3–4–1, который совершает один моль идеального одноатомного газа. Из предложенного перечня выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1.  В процессе 1–2 внутренняя энергия газа уменьшается.

2.  В процессе 2–3 газ не совершает работу.

3.  В процессе 3–4 от газа отнимают некоторое количество теплоты.

4.  В процессе 4–1 температура газа увеличивается в 2 раза.

5.  Работа, совершенная газом в процессе 1–2, в 3 раза больше работы, совершенной над газом в процессе 3–4.

На рисунке приведен экспериментальный график зависимости атмосферного давления воздуха от высоты. Выберите все верные утверждения о процессах, наблюдаемых в опыте.

1.  С ростом высоты атмосферное давление уменьшается.

2.  Давление на высоте 5 км втрое меньше, чем на поверхности Земли.

3.  Давление на поверхности Земли составляет 700 мм рт. ст.

4.  На высоте 9 км давление равно 240 мм рт. ст.

5.  С ростом температуры воздуха давление растет.

На pV-⁠диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа.

Выберите все верные утверждения и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1.  Работа, совершенная газом за цикл A₁₂₃₄, положительна.

2.  Процесс на участке 2–3 изохорный.

3.  На участке 4–1 газ совершил меньшую работу, чем на участке 2–3.

4.  Температура газа в точке 3 в четыре раза больше температуры газа в точке 1.

5.  Температура газа в точке 4 в два раза больше температуры газа в точке 2.

В сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь водорода и гелия, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль водорода. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.

1.  Парциальное давление водорода уменьшилось.

2.  Давление смеси газов в сосуде не изменилось.

3.  Концентрация гелия увеличилась.

4.  В начале опыта концентрации газов были одинаковые.

5.  В начале опыта массы газов были одинаковые.

В сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь водорода и гелия, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль гелия. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.

1.  Парциальное давление водорода уменьшилось.

2.  Давление смеси газов в сосуде уменьшилось.

3.  Концентрация водорода увеличилась.

4.  В начале опыта концентрации водорода была больше, чем концентрация гелия.

5.  В начале опыта масса гелия была больше, чем масса водорода.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 40%. Объем сосуда за счет движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в 3 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений, и укажите их номера.

1.  При уменьшении объема сосуда в 2,5 раза на стенках появляется роса.

2.  Давление пара в сосуде все время увеличивается.

3.  В конечном и начальном состоянии масса пара в сосуде одинакова.

4.  При уменьшении объема в 2 раза относительная влажность воздуха в сосуде стала равна 80%.

5.  В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 50%. Объем сосуда за счет движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в 4 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений, и укажите их номера.

1.  Плотность пара в сосуде все время увеличивается.

2.  Давление пара сначала увеличивается, а затем остается постоянным.

3.  В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

4.  После уменьшения объема в 3 раза относительная влажность воздуха в сосуде равна 150%.

5.  В конечном состоянии масса пара в сосуде в 2 раза меньше начальной массы пара.

На рисунке приведены графики двух изотермических процессов, проводимых с одной и той же массой газа. На основании графиков выберите все верные утверждения о процессах, происходящих с газом.

1.  Оба процесса идут при одной и той же температуре.

2.  В процессе 1 внутренняя энергия газа увеличивается.

3.  Процесс 1 идет при более высокой температуре.

4.  Процесс 2 идет при более высокой температуре.

5.  В процессе 1 объем увеличивается.

В таблице приведена зависимость КПД η идеального цикла Карно от температуры T_х его холодильника. Температура нагревателя поддерживается постоянной. На основании анализа этой таблицы выберите все верные утверждения.

1.  КПД цикла возрастает при увеличении температуры холодильника.

2.  Температура нагревателя равна 1000 К.

3.  Температура нагревателя равна 500 К.

4.  При температуре холодильника 0 °C данный цикл будет иметь КПД 100%.

5.  При температуре холодильника 650 К данный цикл будет иметь КПД 35%.

Во вторник и в среду температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере во вторник было меньше, чем в среду.

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения по поводу этой ситуации.

1.  Относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду.

2.  Масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха, во вторник была больше, чем в среду.

3.  Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, во вторник и в среду была одинаковой.

4.  Давление насыщенных водяных паров во вторник было больше, чем в среду.

5.  Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду.

На рисунке показан фрагмент графика зависимости давления p насыщенного водяного пара от температуры t. Точки А и В на этом графике соответствуют значениям давления и температуры в сосудах с водяным паром А и В соответственно.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1.  Относительная влажность в сосуде А меньше относительной влажности в сосуде В.

2.  Для того чтобы в сосуде А выпала роса, необходимо, не изменяя давления в этом сосуде, уменьшить температуру в нем менее чем на 2,5 градуса.

3.  Для того чтобы в сосуде В выпала роса, необходимо, не изменяя температуру в этом сосуде, увеличить давление в нем на 12 кПа.

4.  Абсолютная влажность в сосуде А равна 1,23 кг/⁠м³.

5.  Абсолютная влажность в сосуде В равна 0,16 кг/⁠м³.

В двух сосудах (1) и (2) объемом V₀ каждый находятся одинаковые идеальные одноатомные газы. Исходные состояния этих газов соответствуют точкам А и В на VT-⁠диаграмме (см. рис.). Известно, что сначала давление в обоих сосудах одинаковое. Затем из исходных состояний газы переводят в новые конечные состояния А' и В'.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1.  В исходном состоянии концентрация молекул газа в сосуде (1) равна концентрации молекул газа в сосуде (2).

2.  В конечном состоянии средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа в сосуде (1) больше средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа в сосуде (2).

3.  Масса газа в сосуде (1) больше массы газа в сосуде (2).

4.  Изменение внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (1), при его переходе из состояния А в состояние А' равно изменению внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (2), при его переходе из состояния В в состояние В'.

5.  Работа, совершенная газом, находящимся в сосуде (1) в процессе А→А', больше работы, совершенной газом, находящимся в сосуде (2) в процессе В→В'.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой  — 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остается постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

1.  Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.

2.  Отношение давления газов в правой части сосуда к давлению газа в левой части равно 1,5.

3.  В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.

4.  Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.

5.  В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в 3 раза.

В герметичном сосуде объемом V₀  =  1 литр под поршнем находится 1 моль идеального одноатомного газа при атмосферном давлении p₀. На рисунке изображена pV-⁠диаграмма, показывающая последовательные переходы этого газа из состояния 1 в состояние 5.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1.  Работа газа в процессе 4–5 больше работы газа в процессе 2–3 в 1,5 раза.

2.  В процессе перехода 4–5 газ совершил бόльшую работу, чем в процессе перехода 2–3–4.

3.  Максимальное изменение ΔT температуры газа произошло в процессе 1–2.

4.  Отношение разности температур газа в состояниях 5 и 3 к температуре газа в состоянии 1 равно 23.

5.  Отношение температуры газа в состоянии 3 к температуре газа в состоянии 4 равно 1,25.

В таблице показаны результаты измерения зависимости давления p некоторого постоянного количества идеального одноатомного газа от его объема V в некотором процессе. Давление приведено в атмосферах (1 атм  =  10⁵ Па). Объем измерялся с точностью до сотой доли литра.

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленной таблицы.

1.  Этот процесс можно считать изотермическим.

2.  Этот процесс можно считать изобарным.

3.  Этот процесс можно считать изохорным.

4.  Внутренняя энергия газа в этом процессе возрастает.

5.  Внутренняя энергия газа в этом процессе при объеме 1,35 л была примерно равна 374 Дж.