Question

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме внутренняя энергия воздуха в шаре и его объём? Теплопроводностью оболочки шара пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.

| Внутренняя энергия воздуха | Объём воздуха |
|---|---|
| | |

Accepted Answer

21

Answer

Идея решения: при быстром подъёме процесс адиабатный (теплообмен отсутствует); давление снаружи падает, оболочка расширяется, газ совершает работу и охлаждается.

При быстром подъёме шара теплопроводность оболочки пренебрежимо мала, поэтому процесс протекает адиабатно: $Q = 0$.

**Объём воздуха в шаре:**

Внешнее давление с высотой уменьшается. Поскольку оболочка мягкая и упругая, давление внутри шара уравнивается с внешним. При падении давления оболочка расширяется, объём растёт.

Объём **увеличивается** (ответ: 1).

**Внутренняя энергия воздуха:**

Для адиабатного процесса первый закон термодинамики:

$$\Delta U = -A$$

где $A$ — работа, совершённая газом.

При расширении газ совершает положительную работу ($A > 0$), следовательно, $\Delta U < 0$. Внутренняя энергия уменьшается, что означает снижение температуры газа.

Внутренняя энергия **уменьшается** (ответ: 2).

Задание №10Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике