Question

В ходе адиабатного процесса внутренняя энергия одного моля разреженного гелия увеличивается. Как изменяется при этом температура гелия, его давление и объём?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

| Температура гелия | Давление гелия | Объём гелия |
| --- | --- | --- |
| | | |

Accepted Answer

112

Answer

Идея решения: используя связь внутренней энергии с температурой и первое начало термодинамики для адиабатного процесса, определим изменение каждой величины.

Внутренняя энергия одноатомного газа связана с температурой соотношением:

$$U = \frac{3}{2}
u RT$$

Поскольку внутренняя энергия растёт, а коэффициент и количество вещества постоянны, температура должна возрастать: $T \uparrow$ **(1)**.

Для адиабатного процесса теплообмен отсутствует ($Q = 0$). Из первого начала термодинамики:

$$\Delta U = Q - A = -A$$

Так как $\Delta U > 0$, получаем $A < 0$. Отрицательная работа газа означает, что над газом совершается работа, то есть газ сжимается: $V \downarrow$ **(2)**.

При сжатии объём уменьшается, концентрация молекул растёт. Одновременно температура повышается. По уравнению состояния идеального газа в форме $p = nkT$ (где $n$ — концентрация), давление определяется произведением концентрации и температуры. Оба множителя увеличиваются, поэтому давление возрастает: $p \uparrow$ **(1)**.

Задание №10Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике