Продолжаем разбирать задания из первой части ЕГЭ по физике, посвящённые теме «Молекулярная физика и термодинамика». Как обычно все решения снабжены подробными комментариями от репетитора по физике. Также присутствует видеоразбор всех предложенных заданий. В конце статьи можно найти ссылки на разборы других заданий из ЕГЭ по физике.
| 8. В некотором сосуде находится азот и кислород. Термодинамическое равновесие этих газов наступит только в том случае, когда у этих газов станут одинаковыми: |
2) парциальные давления
3) концентрации частиц
4) плотности
Под термодинамическим равновесием понимается состояние системы, при котором её макроскопические параметры не изменяются с течением времени. Такое состояние будет достигнуто, когда температуры азота и кислорода в сосуде выровняются. Все остальные параметры будут зависеть от массы каждого из газов и в общем случае не будут одинаковы, даже при наступлении термодинамического равновесия. Правильный ответ: 1.
| 9. 1 моль идеального газа переходит из одного состояния в другое. На каком из рисунков изображён график изобарного охлаждения газа? |
При изобарном процессе объём V и температура T идеального газа связаны соотношением:
Итак, зависимость V от T должна быть прямо пропорциональной, при этом, если температура уменьшается, то и объём должен уменьшаться. Подходит график 4.
| 10. Какую работу за цикл совершит тепловой двигатель, получивший от нагревателя количество теплоты 800 кДж, если его КПД 30%? |
КПД теплового двигателя определяется по формуле:
Здесь A — совершенная за цикл работа, Q1 — количество теплоты, полученное рабочим телом за цикл от нагревателя. Расчёты дают следующий результат: кДж.
| 11. При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный воздухом и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление воздуха в нём постоянным. Как изменяются при этом температура воздуха в сосуде и его плотность? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: |
Читайте также: Замена сальника коленвала уаз хантер
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Температура воздуха в сосуде | Плотность воздуха в сосуде |
| место для заполнения | место для заполнения |
Процесс изобарный. При изобарном процессе объём V и температура T идеального газа связаны соотношением:
Итак, зависимость V от T прямо пропорциональная, то есть при увеличении объёма, увеличивается и температура.
Плотность вещества связана с массой m и объёмом V соотношением:
Итак, при постоянной массе m зависимость ρ от V обратно пропорциональная, то есть, если объём увеличивается, то плотность уменьшается.
Правильный ответ: 12.
| 12. На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе работа газа имеет положительное значение и минимальна по величине, а в каком работа внешних сил положительна и минимальна по величине? Установите соответствие между этими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. |
| ПРОЦЕСС | НОМЕР ПРОЦЕССА |
| А) работа внешних сил положительная и минимальна Б) работа газа положительна и минимальна |
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 |
| A | Б |
| место для заполнения | место для заполнения |
Работа газа численно равна площади под графиком газового процесса в координатах . По знаку она положительна в процессе, происходящем с увеличением объёма, и отрицательна в обратном случае. Работа внешних сил, в свою очередь, равна по модулю и противоположна по знаку работе газа в этом же процессе.
То есть работа газа положительна в процессах 1 и 2. При этом в процессе 2 она меньше, чем в процесс 1, так как площадь желтой трапеции на рисунке меньше площади коричневой трапеции:
Напротив, работа газа отрицательная в процессах 3 и 4, а значит в этих процессах работа внешних сил положительна. При этом в процессе 4 она меньше, чем в процессе 3, поскольку площадь синей трапеции на рисунке меньше площади красной трапеции:
Читайте также: Искусственная неровность размеры по госту
Итак, правильный ответ: 42.
Это было последнее задание по теме «Молекулярная физика и термодинамика» из первой части ЕГЭ по физике. Разбор заданий по механике ищите по ссылке.
Материал подготовлен репетитором по физике, Сергеем Валерьевичем
- 1 — 4 классы
- Физика
- 8 баллов
Тепловой двигатель совершает за цикл работу 100 Дж. Какое количество теплоты получено при этом от нагревателя,если КПД двигателя 20%?
Чтоб воплотить Этот расхожий слух принцип нужно иметь машину с рабочей полостью переменного объема, который обязан быть заполнен рабочим телом. Один их вариантов таковой машины — цилиндр с поршнем, перемещение которого позволяет изменять рабочий объем. При подводе теплоты к газу, последний расширяется и, оказывая силовое воздействие на поршень, перемещает его и производит внешнюю работу:
. (1.22)
Из выражения (1.22) видно, что работа выполняется только при увеличении объема рабочего тела, и как способности его расширения будут исчерпаны, преобразование закончится. Для возобновления полезного деяния машины, рабочее тело нужно возвратить в начальное состояние, т. е. переместить поршень, уменьшив объем рабочего тела.
Таким макаром, для непрерывного получения механической работы нужно выполнить радиальный процесс, т. е. цикл.
Циклом именуется совокупа процессов, происходящих в определенной последовательности, в ходе воплощения которых рабочее тело ворачивается в первоначальное состояние.
На рис. 12 представлены р— v диаграммы циклов работы термических машин.
В реальных термических движках по окончании каждого цикла происходит смена рабочего тела. Но вероятны и замкнутые циклы, совершаемые с одним и этим же рабочим телом методом конфигурации характеристик его состояния. Исходя из убеждений термодинамики эти две схемы совсем эквивалентны.
При уменьшении объема рабочего тела происходит его сжатие с конфигурацией характеристик состояния. При всем этом, чем чем просто увеличивается давление и температура газа, тем выше подымается кривая сжатия, и тем чем просто издержки работы на его воплощение. Вероятны случаи, когда линия сжатия размещается выше либо ниже полосы расширения (см. рис. 12).
Читайте также: Ford 1883037 фильтр масляный
Разумеется, что если необходимо получения полезной работы имеют смысл только такие циклы, в каких работа сжатия lсж меньше работы расширения lp. Эти циклы именуются прямыми (рис. 12, а). Они лежат в базе работы термических движков.
Рис. 12. Прямой (а) и оборотный (б) циклы работы термических машин
«>
Источник:
