Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Если повысить температуру холодильника при неизменной температуре нагревателя, КПД идеальной
Изменение физических величин в процессах, часть 1
тепловой машины уменьшится:
1.
Температуру холодильника идеальной тепловой машины уменьшили, оставив температуру
нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как
изменились при этом КПД тепловой машины, количество теплоты, отданное газом за цикл
холодильнику, и работа газа за цикл?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
полученным газом за цикл, соотношением
3.
В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как при охлаждении сосуда с газом изменятся
величины: давление газа, его плотность и внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Количество теплоты, отданное газом
Работа газа за цикл
холодильнику за цикл работы
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Решение.
Если понизить температуру холодильника при неизменной температуре нагревателя, КПД идеальной
тепловой машины увеличится:
теплоты
Таким образом, при повышении температуры
холодильника работа газа за цикл уменьшится. Отданное холодильнику количество теплоты можно
найти из закона сохранения энергии:
Так как после повышения температуры холодильника
количество теплоты
останется неизменным, а работа уменьшится, количество теплоты, отданное
холодильнику за цикл работы, увеличится.
Ответ: 212.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
КПД тепловой машины
КПД связано с работой газа и количеством теплоты,
КПД связано с работой газа
полученным газом за цикл, соотношением
и количеством
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Таким образом, поскольку при
понижении температуры холодильника количество теплоты, получаемое газом от нагревателя за цикл, не
изменяется, заключаем, что работа газа за цикл увеличится. Отданное холодильнику количество теплоты
можно найти из закона сохранения энергии:
Так как после понижения температуры
холодильника количество теплоты
останется неизменным, а работа возрастет, количество теплоты
отданное холодильнику за цикл работы, уменьшится.
Ответ: 121.
Давление газа Плотность газа Внутренняя энергия газа
Решение.
Идеальный газ в сосуде охлаждается изохорно. Следовательно, согласно закону Шарля
давление газа уменьшается. Плотность газа не изменяется, так как объем, занимаемый газом и его
количество не меняются. Внутренняя энергия фиксированного количества идеального газа зависит
только от температуры. При понижении температуры внутренняя энергия идеального газа уменьшается
2.
Температуру холодильника идеальной тепловой машины увеличили, оставив температуру
нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как
изменились при этом КПД тепловой машины, количество теплоты, отданное газом за цикл
холодильнику, и работа газа за цикл?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
4.
В сосуде под поршнем находится идеальный газ. Если при нагревании газа его давление остается
постоянным, то как изменятся величины: объем газа, его плотность и внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
КПД тепловой машины
Ответ: 232.
Количество теплоты, отданное газом
Работа газа за цикл
холодильнику за цикл работы
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Объем газа Плотность газа Внутренняя энергия газа
2018-11-18
1/31
2018-11-18
2/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Идеальный газ в сосуде нагревается изобарически. Следовательно, согласно закону Гей-Люссака
объем газа увеличивается. Плотность обратно пропорциональна объему, и так как
количество газа не меняется, плотность газа уменьшается. Внутренняя энергия фиксированного
количества идеального газа зависит только от температуры. При повышении температуры внутренняя
энергия идеального газа увеличивается
Ответ: 121.
5.
Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму).
Масса газа не меняется. Как меняются в ходе указанного на диаграмме процесса давление газа, его
объем и внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не меняется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление Объем Внутренняя энергия
Масса газа не меняется. Как меняются в ходе указанного на диаграмме процесса давление газа, его
объем и внутренняя энергия?
Решение.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Из диаграммы видно, что при переходе из состояния 1 в состояние 2
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не меняется.
одноатомного идеального газа зависит только от температуры:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление Объем Внутренняя энергия
Для идеального газа это означает, согласно закону Шарля, что
процесс изохорический. Таким образом, объем не меняется. При неизменной массе внутренняя энергия
одноатомного идеального газа зависит только от температуры:
Ответ: 311.
Установите соответствие между процессами в идеальном газе и формулами, которыми они
описываются (N — число частиц, p — давление, V — объем, T — абсолютная температура, Q —
количество теплоты).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в
таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
При понижении
ПРОЦЕССЫ
температуры внутренняя энергия уменьшается.
ФОРМУЛЫ
А) Изобарный процесс при
Б) Изотермический процесс при
Ответ: 232.
6.
A
3/31
1)
;
2)
;
3)
4)
Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму).
2018-11-18
При повышении
температуры внутренняя энергия увеличивается.
7.
Решение.
Из диаграммы видно, что при переходе из состояния 1 в состояние 2 давление газа уменьшается. При
этом процесс идет так, что
Для идеального газа
это означает, согласно закону Гей-Люссака, что процесс изобарический. Таким образом, давление газа не
меняется. Объем в ходе этого процесса увеличивается. При неизменной массе внутренняя энергия
2018-11-18
Б
4/31
;
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Поскольку из сосуда выпускают часть газа, количество вещества в сосуде уменьшается. При этом
Решение.
В изобарном процессе при неизменном количестве вещества
изотермическом процессе
—
(А — 2). В
плотность газа также уменьшается, так как теперь прежний объем занимает меньшая масса газа:
Макроскопические параметры газа не независимы, они связаны уравнением Клапейрона — Менделеева:
Согласно условию, давление содержимого газа не изменяется, объем сосуда также постоянен,
следовательно, температура в сосуде после выпускания части газа увеличится.
(Б — 3).
Ответ: 23.
Ответ: 122.
8.
В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Если часть газа выпустить из сосуда при
постоянной температуре, то как изменятся вели¬чины: давление газа, его плотность и количество
вещества в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:
10.
В сосуде под поршнем находится 3 моля гелия. Что произойдет с давлением газа на стенки сосуда,
температурой и объемом газа при его изотермическом расширении?
К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в
строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
плотность газа также уменьшается, так как теперь прежний объем занимает меньшая масса газа:
Макроскопические параметры газа не независимы, они связаны уравнением Клапейрона-Менделеева:
Согласно условию, температура содержимого газа не изменяется, объем сосуда также
постоянен, следовательно, давление в сосуде после выпускания части газа уменьшается.
1) Увеличивается
2) Уменьшается
3) Не изменится
A
Давление газа Плотность газа Количество вещества
Решение.
Поскольку из сосуда выпускают часть газа, количество вещества в сосуде уменьшается. При этом
ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Давление газа
Б) Температура газа
В) Объем газа
Б
В
Решение.
Изотермическим называется процесс при постоянной температуре. Следовательно, температура газа
останется неизменной (Б — 3). Поскольку газ расширяется в сосуде, его объем увеличивается (В — 1).
Гелий является инертным газом, поэтому его можно считать идеальным. При изотермическом процессе,
согласно закону Бойля-Мариотта, величина
остается постоянной. Таким образом, заключаем, что при
изотермическом расширении гелия в сосуде его давление уменьшается (А — 2).
Ответ: 231.
Ответ: 222.
11.
9.
В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Часть газа выпускали из сосуда так, что
давление оставалось неизменным. Как изменились при этом температура газа, оставшегося в сосуде, его
плотность и количество вещества?
Используя первый закон термодинамики, установите соответствие между особенностями теплового
процесса в идеальном газе и его названием.
К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в
строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.
Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:
ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО ПРОЦЕССА
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
А) Все передаваемое газу количество теплоты идет на
совершение газом работы
Б) Изменение внутренней энергии газа равно количеству
переданной теплоты, при этом газ не совершает работы
Температура газа Плотность газа Количество вещества
A
2018-11-18
5/31
2018-11-18
Б
6/31
НАЗВАНИЕ
ТЕПЛОВОГО
ПРОЦЕССА
1) Изохорный
2)
Изотермический
3) Изобарный
4) Адиабатный
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней
энергии и на совершение газом работы против внешних сил:
В процессе А все передаваемое
идеальному газу количество теплоты идет на совершение газом работы, а значит, внутренняя энергия
газа не изменяется. Следовательно, не изменяется температура газа, процесс А — изотермический (А —
2). В процессе Б газ не совершает работы. Это означает, что его объем не изменяется. Такой процесс
называется изохорным (Б — 1).
Пояснение. Ключом к пониманию этого задания является определение понятия насыщенного водяного
пара. По определению это такой пар, который находится в динамическом равновесии с жидкостью. При
изотермическом уменьшении объема сосуда с водяным паром динамическое равновесие сохранится, но
при этом часть водяного пара сконденсируется.
Решение.
В закрытом сосуде над поверхностью жидкости находится насыщенный водяной пар, то есть пар,
который находится в динамическом равновесии с жидкостью. Процесс испарения с поверхности
жидкости уравновешен обратным процессом конденсации пара. Концентрация насыщенного водяного
пара определяется только температурой. При изотермическом процессе динамическое равновесие
сохранится. Так как температура не изменяется, концентрация пара будет оставаться постоянной.
Поскольку объем уменьшается, часть пара сконденсируется. Следовательно, в результате уменьшения
объема сосуда масса пара уменьшится, а масса воды увеличится. Насыщенный пар можно считать
идеальным газом, а значит для него выполняется уравнение состояния
Поскольку ни
температура, ни концентрация не изменяются, не будет изменяться и давление в сосуде.
Ответ: 21.
12.
Одноатомный идеальный газ неизменной массы совершает положительную работу в изотермическом
процессе. Как изменяются в этом процессе объем, давление и внутренняя энергия газа? К каждой
позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под со-ответствующими буквами.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Ответ: 312.
14.
Установите соответствие между физическими константами и их размерностями. К каждой позиции
первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ
ИХ РАЗМЕРНОСТИ
А) Постоянная Больцмана
Б) Универсальная газовая
постоянная
Объём газа Давление газа Внутренняя энергия газа
1)
2)
Решение.
Поскольку газ совершает положительную работу, его объем увеличивается. Процесс изменения
состояния газа изотермический, а значит, согласно закону Бойля-Мариотта, величина
должна
оставаться постоянной. Таким образом, давление газа уменьшается в ходе этого процесса. Наконец,
3)
4)
внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре:
следовательно, внутренняя энергия в этом процессе не изменяется.
A
Б
Ответ: 123.
13.
В закрытом сосуде находятся водяной пар и некоторое количество воды. Как изменятся при
изотермическом уменьшении объема сосуда следующие три величины: давление в сосуде, масса воды,
масса пара?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Пояснение. Константы встречаются в формулах в различных комбинациях с другими физическими
величинами. По этой причине размерность той или иной константы может быть представлена в виде
различных комбинаций размерностей других физических величин. С целью проверки правильности
конечного результата полезно бывает убедиться в том, что получена правильная комбинация
размерностей величин. Это задание — иллюстрация на тему о пользе правила размерностей.
Решение.
Для того, чтобы восстановить размерности физических констант, вспомним формулы, в которые они
входят. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа, связана с
температурой соотношением
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление в сосуде Масса воды Масса пара
а значит, размерность
получаем размерность для постоянной Больцмана
(Б — 4).
Ответ: 24.
2018-11-18
7/31
2018-11-18
8/31
Учитывая, что
(А — 2). Универсальная газовая постоянная
входит в выражение для внутренней энергии идеального газа
равна
равна
Следовательно, размерность
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения. К каждой
позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры
под соответствующими буквами.
Решение.
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на увеличение его внутренней
энергии и на совершение работы против внешних сил:
Газ расширяется, значит, он
совершает положительную работу
Процесс расширения адиабатический, следовательно,
теплообмен с окружающей средой отсутствует
Таким образом, внутренняя энергия
уменьшается
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. При
уменьшении внутренней энергии температура уменьшается. Масса газа в сосуде не изменяется, а объем
15.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИХ
ИЗМЕРЕНИЯ
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Давление
Б) Температура
1) Калориметр
2) Термометр
3) Манометр
4) Динамометр
A
Б
Решение.
Манометр — прибор, измеряющий давление жидкостей или газов (А — 3). Прибором для измерения
температуры является термометр (Б — 2). Динамометр — прибор для измерения силы или момента
силы. Калориметр — прибор для измерения количества теплоты.
увеличивается, следовательно, концентрация молекул газа уменьшается
концентрацией молекул и температурой соотношением
увеличении объема газа давление газа уменьшается.
17.
Установите соответствие между физическими величинами и их определениями. К каждой позиции
первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
16.
В сосуде, объем которого можно изменять, находится идеальный газ. Как изменятся при
адиабатическом увеличении объема сосуда следующие три величины: температура газа, его давление,
концентрация молекул газа?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
А) Внутренняя энергия идеального
газа
Б) Удельная теплота плавления
вещества
1) Величина, численно равная количеству
тепла, которое необходимо для плавления
одного моля вещества
2) Суммарная кинетическая энергия
внутримолекулярного движения в газе
3) Суммарная кинетическая энергия
«частиц» газа
4) Величина, численно равная количеству
тепла, которое нужно сообщить единице массы
этого вещества, взятого при температуре
плавления, для его перехода из твердого
состояния в жидкое
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
A
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Пояснение. Для анализа изменений, которые возникнут в газе, необходимо воспользоваться первым
началом термодинамики и формулой, которая связывает давление газа с концентрацией его молекул и
температурой.
Таким образом, при адиабатическом
Ответ: 222.
Ответ: 32.
Температура газа Давление газа Концентрация молекул газа
Давление связано с
Б
Решение.
В приближении идеального газа потенциальной энергией взаимодействия частиц пренебрегают по
сравнению с кинетической, поэтому внутренняя энергия идеального газа равна суммарной кинетической
энергии частиц газа (А — 3). Удельной теплотой плавления вещества называют величину, численно
равную количеству тепла, которое нужно сообщить единице массы этого вещества, взятого при
температуре плавления, для его перехода из твердого состояния в жидкое (Б — 4).
Ответ: 34.
18.
По мере повышения температуры воды от
до
вода находилась сначала в твердом
состоянии, затем происходил процесс плавления, и нагревание жидкой воды. Изменялась ли внутренняя
энергия воды во время этих трех процессов и если изменялась, то как? Установите соответствие между
физическими процессами, перечисленными в первом столбце, и изменениями внутренней энергии воды,
перечисленными во втором столбце.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
2018-11-18
9/31
2018-11-18
ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
10/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
А) Нагревание льда
Б) Плавление льда
В) Нагревание жидкой воды
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
1) Остаётся неизменной
2) Увеличивается
3) Уменьшается
Решение.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа связана с его температурой соотношением
Следовательно, температура газа равна
A
Б
В
(Б — 3). Давление, температура и
занимаемый идеальным газом объем не независимы, они связаны уравнением состояния Клапейрона-
Решение.
Согласно первому началу термодинамики, внутреннюю энергию тела можно изменить совершая над
ним работу или передавая ему тепло. Опыт показывает, что для повышения температуры воды от
до
тепло необходимо подводить и при нагревании льда, и при его плавлении, и при нагревании
жидкой воды. Следовательно, внутренняя энергия воды увеличивается в ходе всех трех процессов.
Менделеева:
Таким образом, давление газа равно
(А — 1).
Ответ: 13.
21.
Установите взаимосвязь между физическим прибором и физическим явлением, лежащим в основе
его работы.
Ответ: 222.
19.
ИЗОПРОЦЕСС
По мере понижения температуры от +50 до –50 °С вода находилась сначала в жидком состоянии,
затем происходил процесс ее отвердевания, и дальнейшее охлаждение твердой воды — льда. Изменялась
ли внутренняя энергия воды во время этих трех процессов и если изменялась, то как? Установите
соответствие между физическими процессами, перечисленными в первом столбце, и изменениями
внутренней энергии воды, перечисленными во втором столбце.
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ
А) Охлаждение жидкой воды
Б) Отвердевание воды
В) Охлаждение льда
1) Остаётся неизменной
2) Увеличивается
3) Уменьшается
A
Б
В
Решение.
Согласно первому началу термодинамики внутреннюю энергию тела можно изменить совершая над
ним работу или передавая ему тепло. Опыт показывает, что при понижении температуры воды от +50 до
–50 °С тепло выделяется и при охлаждении жидкой воды, и при её отвердевании, и при охлаждении
льда. Следовательно, внутренняя энергия воды уменьшается в ходе всех трёх процессов.
Ответ: 333.
ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ
1) Ионизация газа
2) Тепловое расширение тел
3) Упругие свойства газа
4) Поверхностное натяжение
жидкости
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и
запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
A
Б
Решение.
Счетчик Гейгера — это газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него
ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при
пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Таким образом, в счетчике Гейгера используется
ионизация газа (А — 1). В основе работы жидкостного термометра лежит зависимость объема жидкости
от температуры, при нагревании жидкость расширяется (Б — 2).
Ответ: 12.
22.
20.
Внутренняя энергия молей одноатомного идеального газа равна U. Газ занимает объем V. R —
универсальная газовая постоянная. Чему равны давление и температура газа? Установите соответствие
между физическими величинами и выражениями для них.
В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, изображенный на
рисунке 1. Этот циклический процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя ни
газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие физические величины: передаваемое газу
от нагревателя количество теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой
машины?
ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ
НЕЁ
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Давление газа
Б) Температура газа
1)
2)
3)
4)
A
2018-11-18
А) счетчик Гейгера
Б) жидкостный
термометр
Б
11/31
2018-11-18
12/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за
цикл
Б) совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
1)
Увеличивается
2) Уменьшается
3) Не
изменится
A
Б
В
Решение.
Совершаемой за цикл тепловой машиной механической работе на диаграмме
соответствует
площадь
цикла.
Из
диаграмм
видно,
что
площадь
обоих
циклов
одинаковая:
Следовательно, совершаемая машиной механическая работа
за цикл не изменяется (Б — 3).
Определить, что произойдёт с передаваемым газу от нагревателя количеством теплоты за цикл,
немного сложнее. Подробно разберём оба цикла. На участках 1-2-3 объём газа увеличивается, его
температура тоже увеличивается. Следовательно, по первому началу термодинамики, на этих участках
тепло передаётся газу от нагревателя. На участках 3-4-1 температура и объём газа уменьшаются, а
значит, тепло отводится от системы. Определим, сколько тепла передается газу на участках 1-2-3 (для
этого потребуются первое начало термодинамики и уравнение Клапейрона — Менделеева). Для первого
цикла:
Для второго цикла:
Таким образом, передаваемое газу от нагревателя тело за цикл увеличивается (А — 1).
Наконец, КПД тепловой машины связано с работой за цикл и передаваемым газу теплом от
нагревателя соотношением
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) Передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за
цикл
Б) Совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
1)
Увеличивается
2) Уменьшается
3) Не
изменится
A
Б
В
Решение.
Совершаемой за цикл тепловой машиной механической работе на диаграмме
соответствует
площадь
цикла.
Из
диаграмм
видно,
что
площадь
обоих
циклов
одинаковая:
Следовательно, совершаемая машиной механическая работа
за цикл не изменяется (Б — 3).
Определить, что произойдет с передаваемым газу от нагревателя количеством теплоты за цикл,
немного сложнее. Подробно разберем оба цикла. На участках 1-2-3 объем газа увеличивается, его
температура тоже увеличивается. Следовательно, по первому началу термодинамики, на этих участках
тепло передается газу от нагревателя. На участках 3-4-1 температура и объем газа уменьшаются, а
значит, тепло отводится от системы. Определим, сколько тепла передается газу на участках 1-2-3 (для
этого потребуются первое начало термодинамики и уравнение Клапейрона — Менделеева). Для первого
цикла:
Поскольку в результате изменения цикла работа газа не
изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты увеличивается, заключаем, что КПД
тепловой машины уменьшается (В — 2).
Для второго цикла:
Ответ: 132.
23.
В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, изображенный на
рисунке 1. Этот циклический процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя ни
газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие физические величины: передаваемое газу
от нагревателя количество теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой
машины?
Таким образом, передаваемое газу от нагревателя тело за цикл уменьшается (А — 2).
Наконец, КПД тепловой машины связано с работой за цикл и передаваемым газу теплом от
нагревателя соотношением
Поскольку в результате изменения цикла работа газа не
изменяется, а передаваемое от нагревателя количество теплоты уменьшается, заключаем, что КПД
тепловой машины увеличивается (В — 1).
Ответ: 231.
24.
Идеальный одноатомный газ, находящийся в герметично закрытом сосуде с жёсткими стенками,
нагревают. Как изменяются в этом процессе следующие физические величины: концентрация молекул,
внутренняя энергия газа, теплоёмкость газа?
2018-11-18
13/31
2018-11-18
14/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона-Менделеева:
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа равно:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Изобарическому расширению соответствует процесс 1-2. Согласно первому началу термодинамики,
все переданное газу тепло идет на совершение газом работы против внешних сил и на изменение
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
внутренней энергии:
то есть (А — 2).
Изохорическому охлаждению соответствует процесс 2-3.
Концентрация молекул Внутренняя энергия газа Теплоёмкость газа
Решение.
Поскольку газ находится в сосуде с жёсткими стенками, его объём не изменяется. Количество газа в
ходе процесса также остаётся постоянным, а значит, концентрация молекул не изменяется.
Внутренняя энергия фиксированного одноатомного идеального газа зависит только от температуры:
В данном случае,
Таким образом, количество теплоты, поглощаемое газом в процессе изобарического расширения равно
Изменение внутренней энергии при этом равно
то есть (Б — 3).
Ответ: 23.
26.
следовательно, при нагревании газа, его внутренняя энергия увеличивается.
Теплоёмкость — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты надо сообщить
системе, чтобы нагреть её на один градус. Согласно первому началу термодинамики, передаваемое газу
тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил:
Так как
объём газа фиксирован, работы он не совершает, а значит всё передаваемое тепло идёт на изменение
внутренней энергии. Таким образом, теплоёмкость даётся выражением:
Следовательно, теплоёмкость в ходе данного процесса остаётся неизменной.
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений
состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшим
положительным
значением р а б о т ы г а з а и наибольшим положительным
значением работы внешних сил?
Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов
на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
Ответ: 313.
НОМЕРА
ПРОЦЕССОВ
ПРОЦЕССЫ
25.
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и
максимальна
На рисунке изображён циклический процесс, совершаемый над одноатомным
идеальным газом в количестве 1 моль.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по
которым их можно рассчитать. Запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
Б
ФОРМУЛЫ
А) Количество теплоты, поглощаемое газом в
процессе изобарического расширения
Б) Изменение внутренней энергии газа в процессе
изохорического охлаждения
1)
2)
3)
4)
A
A
Б
Решение.
На диаграмме
работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ
расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу.
При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают
положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа
соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из
рисунка ясно, что это процесс 1). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают
при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 4).
Ответ: 14.
27.
2018-11-18
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
15/31
2018-11-18
16/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений
состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшим
положительным значением работы г а з а и наибольшим положительным
значением работы внешних сил?
Установите соответствие м е ж д у такими,
процессов на диаграмме.
процессами и номерами
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в
таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
НОМЕРА
ПРОЦЕССОВ
ПРОЦЕССЫ
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и
максимальна
A
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Ответ: 31.
29.
В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться
в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). В сосуд
закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменится в
результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Ответ: 32.
28.
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных
изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с
наименьшим положительным значением работы газа и работы внешних сил?
Установите соответствие м е ж д у такими
процессами и номерами
процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите
соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры
под соответствующими буквами.
НОМЕРА
ПРОЦЕССОВ
ПРОЦЕССЫ
А) Работа газа положительна и минимальна
Б) Работа внешних сил положительна и
минимальна
2018-11-18
Решение.
На диаграмме
работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ
расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу.
При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают
положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа
соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из
рисунка ясно, что это процесс 3). Минимальную же положительную работу внешние силы совершают
при сжатии, когда площадь под графиком минимальна (это процесс 1).
Б
Решение.
На диаграмме
работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ
расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу.
При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают
положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с минимальной положительной работой газа
соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком минимальна (из
рисунка ясно, что это процесс 3). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают
при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 2).
A
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Б
17/31
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Обьем газа Давление газа Архимедова сила
Решение.
В начальном и конечном состояниях поршень покоится, а значит, полная сила, действующая на него,
равна нулю. Отсюда делаем вывод, что давление не изменяется (
).
Для газа в сосуде выполняется уравнение состояния Клапейрона — Менделеева:
Увеличение количества вещества газа при неизменных температуре и давлении приведет к увеличению
объема.
Сила Архимеда определяется плотностью среды, в которую помещено тело (
).
Поскольку плотность газа не изменяется
сила Архимеда не изменяется.
Ответ: 133.
30.
В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться
в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Газ охладили. Как
изменится в результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик
архимедова сила?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
2018-11-18
18/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
повторяться.
Обьем газа Давление газа Архимедова сила
Решение.
Поршень подвижный, следовательно, давление газа не изменяется и равно атмосферному. При
изобарном процессе для газа выполняется закон Гей-Люссака (
). Следовательно, при
охлаждении объем газа уменьшится.
Сила Архимеда определяется плотностью среды, в которую помещено тело (
). При
сжатии плотность газа увеличивается. Таким образом, увеличивается и сила Архимеда, действующая на
шар.
Установите соответствие между тепловыми процессами и участками графика. К каждой позиции
первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры
под соответствующими буквами.
УЧАСТКИ
ГРАФИКА
ПРОЦЕССЫ
Ответ: 231.
А) Конденсация пара
Б) Остывание твёрдого
вещества
31.
На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений
состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наибольшими
положительными значениями работы газа и работы внешних сил?
Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов
на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
НОМЕРА
ПРОЦЕССОВ
ПРОЦЕССЫ
А) Работа газа положительна и максимальна
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
A
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Б
Решение.
На диаграмме
работе соответствует площадь под графиком процесса. При этом, если газ
расширяется, то он совершает положительную работу, внешние силы совершают отрицательную работу.
При сжатии газа наоборот: газ совершает отрицательную работу, внешние силы совершают
положительную работу.
Отсюда сразу же получаем ответ. Процессу с максимальной положительной работой газа
соответствует процесс, в ходе которого газ расширяется, а площадь под графиком максимальна (из
рисунка ясно, что это процесс 2). Максимальную же положительную работу внешние силы совершают
при сжатии, когда площадь под графиком максимальна (это процесс 4).
A
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Б
Решение.
Опыт показывает, что процесс конденсации и кристаллизации происходит при постоянных
температурах, а значит, участки 1 и 3 графика соответствуют превращению пара в жидкость и жидкости
в твердое тело, следовательно (А — 1). Остыванию твёрдого вещества отвечает участок графика под
номером 4 (Б — 4).
Ответ: 14.
33.
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили в раскалённую печь. На
рисунке показан график изменения температуры Т вещества по мере поглощения им количества теплоты
Q. Какие участки графика соответствуют нагреванию вещества в газообразном состоянии и кипению
жидкости?
Установите соответствие между тепловыми процессами и участками графика. К каждой позиции
первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные
Ответ: 24.
УЧАСТКИ
ГРАФИКА
ПРОЦЕССЫ
32.
На рисунке показан график изменения температуры Т вещества при постоянном давлении по мере
выделения им количества теплоты Q. В начальный момент времени вещество находилось в газообразном
состоянии. Какие участки графика соответствуют конденсации пара и остыванию вещества в твёрдом
состоянии?
А) Нагревание вещества в газообразном
состоянии
Б) Кипение жидкости
A
2018-11-18
19/31
2018-11-18
Б
20/31
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Опыт показывает, что процесс плавления и кипения происходит при постоянных температурах, а
значит, участки 1 и 3 графика соответствуют превращению твердого тела в жидкость и жидкости в пар.
Следовательно, нагреванию вещества в газообразном состоянии отвечает участок под номером 4 (А —
4). Кипению жидкости соответствует участок графика под номером 3 (Б — 3).
УЧАСТКИ
ГРАФИКА
ПРОЦЕССЫ
А) Нагревание паров эфира
Б) Конденсация эфира
1) BC
2) CD
3) DE
4) EF
Ответ: 43.
A
34.
В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили
в раскалённую печь. На рисунке показан график изменения температуры Т
вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Какие участки
графика соответствуют плавлению вещества и нагреванию вещества в
газообразном состоянии? Установите соответствие между тепловыми
процессами и участками графика.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в
таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
Б
Решение.
Опыт показывает, что процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре, а
значит, участки BC и EF графика соответствуют превращению жидкости в пар и пара в жидкость
соответственно (Б — 4). Таким образом, нагреванию паров эфира отвечает участок графика CD (А — 2).
Ответ: 24.
36.
В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. Н а рисунке
показан график зависимости температуры t эфира от времени
его нагревания и последующего
охлаждения. Установите соответствие между процессами, происходящими с эфиром, и участками
графика.
УЧАСТКИ ГРАФИКА
А) Плавление
Б) Нагревание газа
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
A
Б
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
Решение.
Опыт показывает, что процесс плавления и кипения происходит при постоянных температурах, а
значит, участки 1 и 3 графика соответствуют превращению твердого тела в жидкость и жидкости в пар,
следовательно (А — 1). Нагреванию газа соответствует участок графика под номером 4 (Б — 4).
УЧАСТКИ ГРАФИКА
А) Охлаждение паров эфира
Б) Кипение эфира
Ответ: 14.
A
1) BC
2) CD
3) DE
4) EF
Б
35.
В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. Н а рисунке
показан график зависимости температуры t эфира от времени
его нагревания и последующего
охлаждения. Установите соответствие между процессами, происходящими с эфиром, и участками
графика.
Решение.
Опыт показывает, что процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре, а
значит, участки BC и EF графика соответствуют превращению жидкости в пар и пара в жидкость
соответственно (Б — 1). Таким образом, охлаждение паров эфира отвечает участок графика DE (А — 3).
Ответ: 31.
37.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. Н а рисунке
показан график зависимости температуры t эфира от времени
его нагревания и последующего
охлаждения. Установите соответствие между процессами, происходящими с эфиром, и участками
графика.
2018-11-18
2018-11-18
21/31
22/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Опыт показывает, что процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре, а
значит, участки BC и EF графика соответствуют превращению жидкости в пар и пара в жидкость
соответственно (А — 4). Таким образом, нагреванию жидкого эфира отвечает участок графика AB (Б —
1).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 41.
39.
ПРОЦЕССЫ
УЧАСТКИ ГРАФИКА
А) Кипение эфира
Б) Конденсация эфира
1) BC
2) CD
3) DE
4) EF
A
В сосуде под поршнем находится вода и водяной пар. Объём сосуда медленно изотермически
увеличивают, при этом в сосуде еще остается вода. Как изменяются при этом масса пара и его давление?
Для каждой величины подберите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Б
Решение.
Опыт показывает, что процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре, а
значит, участки BC и EF графика соответствуют превращению жидкости в пар (А — 1) и пара в
жидкость (Б — 4) соответственно.
Ответ: 14.
38.
В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. Н а рисунке
показан график зависимости температуры t эфира от времени
его нагревания и последующего
охлаждения. Установите соответствие между процессами, происходящими с эфиром, и участками
графика.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Масса пара
Давление пара
Решение.
Под поршнем находятся вода и насыщенный пар. Насыщенный пар — это пар, находящийся в
динамическом равновесии с жидкостью. При каждом небольшом увеличении объёма сосуда давление
пара немного уменьшается, то есть нарушается динамическое равновесие. Вследствие этого молекулы
жидкости переходят в газ для восстановления равновесия. То есть при увеличении объёма насыщенного
водяного пара происходит испарение воды, масса пара увеличивается. Давление насыщенного пара и его
плотность являются постоянными при постоянной температуре.
Ответ: 13.
40.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
УЧАСТКИ ГРАФИКА
А) Конденсация эфира
Б) Нагревание жидкого эфира
A
1) AB
2) BC
3) DE
4) EF
Б
В цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится газ. Поршень не
закреплён и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). В сосуд закачивается
ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате
этого давление газа и концентрация его молекул?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление газа
2018-11-18
23/31
2018-11-18
Концентрация
молекул газа
24/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Поскольку поршень не закреплён, то давление газа равно сумме атмосферного давления и давления
поршня, а значит, оно не зависит от количества вещества газа. Давление газа не изменится.
По условию температура неизменна, значит, из уравнения состояния идеального газа
заключаем, что концентрация молекул газа тоже не изменится.
41.
Решение.
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на увеличение его внутренней
энергии и на совершение работы против внешних сил:
Газ расширяется, значит, он
совершает положительную работу
Процесс расширения адиабатический, следовательно,
теплообмен с окружающей средой отсутствует
Таким образом, внутренняя энергия
уменьшается
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. При
уменьшении внутренней энергии температура уменьшается. Давление связано с объемом и температурой
соотношением
Таким образом, при адиабатическом увеличении объема и уменьшении
температуры газа давление уменьшается.
Один моль идеального одноатомного газа совершает адиабатическое сжатие. Как изменяются в
результате такого процесса давление и температура газа?
Ответ: 22.
Ответ: 33.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
43.
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Идеальная тепловая машина работает с использованием цикла Карно. Температуру холодильника
машины понижают, при этом температура нагревателя и количество теплоты, которое рабочее тело
получает от нагревателя за один цикл, остаются неизменными. Как изменяются в результате этого КПД
тепловой машины и совершаемая машиной за один цикл работа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Давление Температура
Решение.
Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на увеличение его внутренней
энергии и на совершение работы против внешних сил:
Газ сжимается, значит, он совершает
отрицательную работу
Процесс сжатия адиабатический, следовательно, теплообмен с
окружающей средой отсутствует
Таким образом, внутренняя энергия увеличивается
Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. При увеличении
внутренней энергии температура увеличивается. Давление связано с объемом и температурой
соотношением
Таким образом, при адиабатическом уменьшении объема и увеличении
температуры газа давление увеличивается.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
КПД тепловой машины
Работа, совершаемая машиной
за один цикл
Решение.
Для КПД цикла Карно справедлива формула:
Ответ: 11.
42.
Один моль идеального одноатомного газа совершает адиабатическое расширение. Как изменяются в
результате такого процесса давление и температура газа?
Отсюда видно, что при уменьшении температуры холодильника, КПД тепловой машины увеличится,
а значит, увеличится полезная работа, совершаемая за один цикл.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Ответ: 11.
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
44.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление Температура
Идеальная тепловая машина работает с использованием цикла Карно. Температуру холодильника
машины повышают, при этом температура нагревателя и количество теплоты, которое рабочее тело
получает от нагревателя за один цикл, остаются неизменными. Как изменяются в результате этого КПД
тепловой машины и совершаемая машиной за один цикл работа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
2018-11-18
25/31
2018-11-18
26/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Работа, совершаемая машиной
КПД тепловой машины
за один цикл
ГРАФИКИ
А)
Решение.
Для КПД цикла Карно справедлива формула:
Отсюда видно, что при увеличении температуры холодильника, КПД тепловой машины уменьшится,
а значит, уменьшится полезная работа, совершаемая за один цикл.
Ответ: 22.
УТВЕРЖДЕНИЯ
1) Над газом совершают работу, при этом газ
отдаёт положительное количество теплоты.
2) Газ получает положительное количество
теплоты, при этом его внутренняя энергия не
изменяется.
3) Над газом совершают работу, при этом его
внутренняя энергия увеличивается.
4) Газ получает положительное количество
теплоты, при этом его внутренняя энергия
увеличивается.
Б)
45.
Горячее вещество, первоначально находившееся в жидком состоянии, медленно охлаждали.
Мощность теплоотвода постоянна. В таблице приведены результаты измерений температуры вещества с
течением времени.
Время, мин.
0
5
10
15
20
25
30
35
Температура, °С 250 242 234 232 232 232 230 216
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам
проведённых измерений, и укажите их номера.
1) Процесс кристаллизации вещества занял более 25 мин.
2) Удельная теплоёмкость вещества в жидком и твёрдом состояниях одинакова.
3) Температура плавления вещества в данных условиях равна 232 °С.
4) Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твёрдом состоянии.
5) Через 20 мин. после начала измерений вещество находилось только в твёрдом состоянии.
Решение.
Процесс кристаллизации вещества происходит при постоянной температуре. Из приведенной
таблицы видно, что процесс кристаллизации начался в промежутке от 10 до 15 минут, а закончился в
промежутке от 25 до 30 минут. Отсюда следует, что процесс кристаллизации занял не более 20 минут
(утверждение 1 неверно).
Из таблицы видно, что за одно и то же время температура вещества в жидкой фазе меняется сильнее,
чем в твердой. Отсюда следует, что в разных фазах вещество обладает разными теплоемкостями.
(утверждение 2 неверно)
Температура плавления равна температуре кристаллизации, а значит, она равна 232 °С (утверждение
3 верно).
Через 30 минут после начала измерений все вещество находилось в твердом состоянии (утверждение
4 верно).
Через 20 минут после начала измерений вещество продолжало кристаллизоваться, а значит, оно
находилось и в твердом и в жидком состоянии (утверждение 5 неверно).
Ответ: 34.
46.
На графиках А и Б приведены диаграммы p−T и p−V для процессов 1−2 и 3−4 (гипербола),
проводимых с 1 моль гелия. На диаграммах p – давление, V – объём и T – абсолютная температура газа.
Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на
графиках процессы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго
2018-11-18
27/31
А
Б
Решение.
Согласно первому началу термодинамики
В обоих приведенных процессах объем газа
увеличивается, а значит, газ совершает положительную работу (утверждения 1 и 3 не подходят).
Изображенный на графике А процесс является изотермическим, а значит, внутренняя энергия газа при
этом не меняется (утверждение 2). Температура в процессе на графике Б увеличивается, а значит, и
увеличивается внутренняя энергия газа (утверждение 4).
Ответ: 24.
47.
В изолированной системе тело А имеет температуру +40 °C, а тело Б — температуру +65 °C. Эти тела
привели в тепловой контакт друг с другом. Через некоторое время наступило тепловое равновесие. Как в
результате изменились температура тела Б и суммарная внутренняя энергия тел А и Б?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Суммарная внутренняя энергия тел
Температура тела Б
АиБ
2018-11-18
28/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Согласно второму началу термодинамики более нагретые тела передают теплоту менее нагретым.
Тогда в процессе установления теплового равновесия температура тела А увеличится, а температура тела
Б — уменьшится. Так как тела не совершают работы, то согласно первому началу термодинамики
теплообмен между ними сопровождается только перераспределением внутренней энергии, при этом
суммарная внутренняя энергия остается неизменной.
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
3)
4)
Решение.
Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой
температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением
По закону Клайперона — Менделеева давление водяного пара можно выразить как:
Ответ: 23.
48.
Плотность водяного пара в воздухе при температуре T равна ρ. Плотность насыщенного водяного
пара при этой температуре равна ρн. Молярная масса воды μводы = 18 г/моль, а сухого воздуха μвозд. = 29
г/моль. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно
определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго
столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Тогда плотность водяного пара будет
Ответ: 31.
50.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
ФОРМУЛА
А) относительная влажность воздуха при температуре T
Б) парциальное давление водяного пара при температуре T
1)
В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится идеальный газ. Сосуд закрыт
поршнем, который может перемещаться без трения. Давление снаружи атмосферное. Сосуд с газом
нагревают так, что температура газа повышается. Как изменятся в результате этого объём газа в сосуде и
внутренняя энергия газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
2)
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
3)
4)
Решение.
Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой
температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
По закону Клайперона-Менделеева давление можно выразить как:
Тогда парциальное давление водяного пара будет
Из формулы для давления также видно, что соотношение давлений пара и насыщенного пара будут
такими же, как и соотношение их плотностей при заданных температурах.
Решение.
Температура газа увеличивается, так как сосуд с поршнем, то давление газа в сосуде будет
постоянным, значит, объем газа будет увеличиваться. А следовательно, внутренняя энергия газа тоже
увеличивается.
Ответ: 11.
Ответ: 31.
51.
49.
Парциальное давление водяного пара в воздухе при температуре T равно p . Давление насыщенного
водяного пара при этой температуре равно p н. Молярная масса воды μводы = 18 г/моль, а сухого воздуха
μвозд. = 29 г/моль. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым
их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из
второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) относительная влажность воздуха при температуре T
Б) плотность водяного пара при температуре T
ФОРМУЛА
1)
2)
2018-11-18
29/31
В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится идеальный газ. Сосуд закрыт
поршнем, который может перемещаться без трения. Давление снаружи атмосферное. Газу медленно
сообщают некоторое количество теплоты, в результате чего объём газа увеличивается. Как изменятся в
результате этого давление газа в сосуде и его внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
2018-11-18
30/31
Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (https://phys-ege.sdamgia.ru)
Решение.
Поскольку поршень не закреплён и может перемещаться без трения, давление газа будет оставаться
постоянным и равным атмосферному давлению. Температура газа увеличивается, следовательно,
внутренняя энергия газа тоже увеличивается.
Ответ: 31.
52.
В изолированной системе тело А имеет температуру +50 °C, а тело Б — температуру +75 °C. Эти тела
привели в тепловой контакт друг с другом. Через некоторое время наступило тепловое равновесие. Как в
результате изменились температура тела А и суммарная внутренняя энергия тел А и Б?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Суммарная внутренняя энергия тел
Температура тела А
АиБ
Решение.
Согласно второму началу термодинамики более нагретые тела передают теплоту менее нагретым.
Тогда в процессе установления теплового равновесия температура тела А увеличится, а температура тела
Б — уменьшится. Так как тела не совершают работы, то согласно первому началу термодинамики
теплообмен между ними сопровождается только перераспределением внутренней энергии, при этом
суммарная внутренняя энергия остается неизменной.
Ответ: 13.
2018-11-18
31/31
