⚛️ Физика 10 класс · 20 вопросов · ~20 мин · ⏱ Таймер 20:00 · Сложный ·

Термодинамика и тепловые машины: баланс энергии без вечного двигателя

Термодинамика не разрешает энергии исчезать, но строго ограничивает, во что её можно превратить. Этот тест проверяет баланс теплоты, работы и внутренней энергии, а затем задаёт неудобный вопрос: почему даже идеальная машина должна отдавать часть теплоты холодильнику? Задачи охватывают изохорные, изотермические и адиабатные процессы, холодильник и цикл Карно.

Отвечено: 0 из 20

⏱ --:--

💡 Инструкция: Выберите один вариант ответа. После завершения откроются общий процент, четыре тематические шкалы и разбор всех двадцати заданий с короткими объяснениями.

Вопрос 1 из 20

Что входит во внутреннюю энергию тела?

Кинетическая энергия движения всего тела относительно Земли Хаотическое движение частиц и энергия их взаимодействия Энергия излучения, проходящего через пространство вокруг тела Потенциальная энергия всего тела в гравитационном поле

Вопрос 2 из 20

От какой макроскопической величины зависит внутренняя энергия данной массы идеального газа?

От абсолютной температуры при неизменном количестве вещества От плотности газа независимо от температуры От объёма самого сосуда независимо от температуры От давления независимо от остальных параметров

Вопрос 3 из 20

Газ в теплоизолированном цилиндре быстро сжимают. Что происходит с его внутренней энергией?

Не меняется: отсутствие теплообмена исключает изменение энергии Зависит только от уменьшения объёма и не связано с работой внешних сил Уменьшается, потому что тепло через стенки не поступает Увеличивается за счёт работы внешних сил

Вопрос 4 из 20

Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа равна…

5RT/2 3RT/2 RT pV/3

Вопрос 5 из 20

Два сосуда содержат одинаковое количество одного идеального газа при одинаковой температуре, но разных объёмах. Как соотносятся внутренние энергии?

Одинаковы, поскольку температура и количество газа совпадают В меньшем сосуде больше Зависят только от давления и потому неизвестны В большем сосуде больше

Вопрос 6 из 20

Используем запись Q=ΔU+A, где A — работа газа. Что означает эта формула?

Теплота меняет внутреннюю энергию и идёт на работу газа Полученная теплота при любом процессе целиком превращается в работу газа Работа газа изменяет внутреннюю энергию, а теплота в баланс не входит Изменение внутренней энергии равно сумме теплоты и работы газа: ΔU=Q+A

Вопрос 7 из 20

Газу сообщили 500 Дж теплоты, и он совершил работу 200 Дж. Как изменилась внутренняя энергия?

Увеличилась на 700 Дж Не изменилась Уменьшилась на 300 Дж Увеличилась на 300 Дж

Вопрос 8 из 20

Какова работа газа при изохорном процессе?

Нулевая Равна внутренней энергии Отрицательная Положительная

Вопрос 9 из 20

Идеальный газ изотермически расширяется и совершает работу 400 Дж. Сколько теплоты он получил?

400 Дж 0 Дж 800 Дж 200 Дж

Вопрос 10 из 20

При адиабатном расширении идеального газа…

Газ отдаёт теплоту окружающей среде, и только поэтому охлаждается Газ получает теплоту и нагревается, потому что его объём растёт Q=0 и внутренняя энергия уменьшается за счёт работы газа Работа газа равна нулю, поэтому температура не меняется

Вопрос 11 из 20

В каком направлении самопроизвольно передаётся теплота?

От горячего тела к холодному От тела с большим давлением к телу с меньшим давлением От тела с большей внутренней энергией к телу с меньшей независимо от температур От холодного тела к горячему, если холодное тело имеет меньшую массу

Вопрос 12 из 20

Почему тепловой двигатель не может превращать всю полученную теплоту в работу в циклическом процессе?

Потери на трение нельзя уменьшить, поэтому только они ограничивают КПД Рабочее тело после каждого цикла должно накапливать внутреннюю энергию КПД ограничивается лишь прочностью деталей и не связан с направлением теплообмена Часть теплоты неизбежно отдаётся холодильнику

Вопрос 13 из 20

Холодильник переносит теплоту из холодной камеры в тёплую комнату. Почему это не нарушает второй закон?

В холодильнике направление самопроизвольного теплообмена меняется из-за замкнутого объёма Температура воздуха в камере на самом деле выше температуры комнаты Холодная камера сама отдаёт теплоту более тёплой комнате без затрат энергии Потому что компрессор совершает работу

Вопрос 14 из 20

Какой процесс является необратимым?

Свободное расширение газа в вакуум Идеализированное бесконечно медленное сжатие без трения Малое колебание идеального маятника без потерь Упругое столкновение идеальных тел

Вопрос 15 из 20

Изобретатель обещает двигатель, который берёт теплоту только из океана постоянной температуры и полностью превращает её в работу. Что не так?

Нарушается первый закон: работа получается без изменения внутренней энергии рабочего тела Нарушается второй закон: циклическая машина не может полностью превращать теплоту единственного резервуара в работу Такой двигатель возможен, если океан достаточно велик и его температура почти не меняется Двигатель возможен только при нулевом трении, поэтому запрета со стороны термодинамики нет

Вопрос 16 из 20

Как вычисляют КПД теплового двигателя?

η=A·Q₁ η=Q₂/Q₁ η=A/Q₁ η=Q₁/A

Вопрос 17 из 20

Двигатель получает 1000 Дж от нагревателя и отдаёт холодильнику 600 Дж. Какую работу он совершает?

400 Дж 600 Дж 1000 Дж 1600 Дж

Вопрос 18 из 20

Тепловой двигатель получает от нагревателя 1000 Дж и совершает работу 400 Дж. Каков его КПД?

20% 160% 60% 40%

Вопрос 19 из 20

Идеальный двигатель Карно работает между 500 K и 300 K. Каков его максимальный КПД?

20% 80% 40% 60%

Вопрос 20 из 20

Как гарантированно повысить предельный КПД идеальной тепловой машины Карно?

Повысить температуру нагревателя или понизить температуру холодильника Сделать температуры нагревателя и холодильника одинаковыми Повысить температуру холодильника при неизменной температуре нагревателя Понизить температуру нагревателя при неизменной температуре холодильника

Ответьте на все 20 вопросов, чтобы получить результат

🔗 Встроить тест на свой сайт (iframe) ▼

Скопируйте код и вставьте в любое место на вашем сайте:

Также доступна прямая ссылка на embed-страницу