10 класс Внутренняя энергия § 47. Внутренняя энергия

ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 47.6: Внутренняя энергия

Физика; углубленное обучение — Касьянов В.А.

Артём Савельев, преподаватель физики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026

← 47.5 47.7 →

Условие

Кислород массой m=50 г при температуре T₁=320 К сначала охлаждается изохорно (давление уменьшается вдвое), затем расширяется изобарно до начальной температуры. Изобразите процессы на графике и рассчитайте полную работу газа.

График

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

График

Шаг 1. Анализ условий и выбор формул

Дано: масса кислорода m=50 г, начальная температура T₁=320 К. Молярная масса кислорода M=32 г/моль.

Процесс состоит из двух этапов:

Изохорное охлаждение (V=const), при котором давление уменьшается вдвое (p₂=p₁/2).
Изобарное расширение (p=const) до начальной температуры (T₃=T₁).

Работа газа A определяется как площадь под графиком процесса в координатах p-V. Для изохорного процесса работа равна нулю, так как объём не меняется. Для изобарного процесса работа вычисляется по формуле A=pΔV.

Шаг 2. Расчёт параметров состояний

Найдём количество вещества кислорода:

ν=m/M=50/ г $$}{32 \text{~г/моль}} = 1{,}5625 \text{~моль}$$

Рассмотрим первый процесс (изохорный):

Так как объём постоянен (V₁=V₂), а давление уменьшилось вдвое (p₂=p₁/2), то согласно закону Шарля (или уравнению Менделеева–Клапейрона для V=const), температура также уменьшится вдвое:

T₂=T₁/2=320 К/2 =160 К

Работа на этом участке A₁₂=0, так как dV/dt=0.

Рассмотрим второй процесс (изобарный):

Газ расширяется при постоянном давлении p₂ от температуры T₂ до T₃=T₁=320 К.

Работа газа при изобарном процессе равна изменению произведения давления на объём, что можно выразить через изменение температуры:

A₂₃=p₂(V₃-V₂)=νR(T₃-T₂)

Шаг 3. Вычисление полной работы

Подставим известные значения в формулу для работы второго участка. Универсальная газовая постоянная R≈8,314 Дж/(моль·К).

A₂₃=1,5625·8,314·(320-160) A₂₃=1,5625·8,314·160

Выполним умножение:

1,5625·160=250 A₂₃=250·8,314=2078,5 Дж

Полная работа газа за оба процесса:

A_полн =A₁₂+A₂₃=0+2078,5=2078,5 Дж

Округлим результат до целых или десятков, учитывая точность исходных данных (обычно в школьных задачах оставляют 3 значащие цифры или округляют до целого). Возьмём значение с одним знаком после запятой или округлим до целого.

A_полн ≈2079 Дж

Ответ

A ≈ 2079 Дж

В задаче требуется найти работу газа. Работа совершается только на изобарном участке расширения. На изохорном участке работа равна нулю. Температура на конце изохоры падает в 2 раза, затем на изобаре возвращается к исходной. Разница температур для изобарного процесса составляет T1/2. Формула A = nu * R * Delta_T.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер 47.6 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании 47.6?

Краткий ответ: A ≈ 2079 Дж.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 47. Внутренняя энергия.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.