РУҚА
ЕГЭ · физика · номер 8 · решения с ответами

Задание 8 ЕГЭ по физике: решения ФИПИ с ответами по шагам

Все задачи задания 8 из открытого банка ФИПИ с готовым ответом и началом разбора. Полное решение по шагам и официальный ключ — по ссылкам в карточке.

Задания без решений
115
решений с ответами
4
тем в номере
6
страниц списка
01ФИПИ 002BBE№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Количество теплоты при плавлении олова

В котелок насыпали кусочки олова и поставили на электрическую плитку. В минуту плитка передаёт олову в среднем количество теплоты, равное 500 Дж. График изменения температуры олова с течением…

  1. 1
    На графике плавлению соответствует горизонтальный участок, поскольку при плавлении температура олова постоянна. Его продолжительность составляет 4 минуты.
  2. 2
    Количество теплоты, полученное оловом за время плавления, равно:$$Q = q_{\text{мин}} t$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
02ФИПИ 016604№ 8БазоваяТепловые процессы и машины

Работа тепловой машины

Рабочее тело тепловой машины с КПД 10% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 10 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?

  1. 1
    КПД тепловой машины определяется отношением работы к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1}$$
  2. 2
    Выразим работу и подставим значения КПД и количества теплоты:$$A = \eta Q_1 = 0{,}10 \cdot 10\ \text{Дж} = 1\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
03ФИПИ 0A3E4F№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Энергия молекул газов

Горизонтальный цилиндрический сосуд с гладкими стенками разделён подвижным поршнем на две части. В одной части сосуда находится неон, в другой — аргон. Определите отношение средних кинетических…

  1. 1
    Поршень покоится, поэтому давления неона и аргона равны.$$p_{\text{н}}=p_{\text{а}}$$
  2. 2
    Используем уравнение состояния идеального газа в форме $p=nkT$.$$n_{\text{н}}kT_{\text{н}}=n_{\text{а}}kT_{\text{а}}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
04ФИПИ 0E8CD8№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Теплота при сжатии газа

При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 2000 Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам?

  1. 1
    Работа внешних сил совершена над газом, поэтому работа самого газа при сжатии отрицательна:$$A_{\text{газа}}=-2000\ \text{Дж}$$
  2. 2
    При постоянном давлении для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии равно:$$\Delta U=\dfrac{3}{2}A_{\text{газа}}=\dfrac{3}{2}\cdot(-2000)=-3000\ \text{Дж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
05ФИПИ 100178№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Количество теплоты при нагревании газа

Внутренняя энергия 1 моль идеального одноатомного газа, нагреваемого при постоянном объёме, изменилась на 300 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?

  1. 1
    При постоянном объёме газ не совершает механической работы:$$A = p\Delta V = 0$$
  2. 2
    По первому закону термодинамики количество переданной теплоты равно изменению внутренней энергии:$$Q = \Delta U + A = \Delta U$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
06ФИПИ 10B1E8№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Первый закон термодинамики

В процессе сжатия над газом совершили работу 12 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 16 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу в этом процессе?

  1. 1
    По первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно сумме количества теплоты, сообщённого газу, и работы, совершённой над газом.$$\Delta U = Q + A_{\text{над}}$$
  2. 2
    Выразим количество теплоты и подставим значения.$$Q = \Delta U - A_{\text{над}} = 16 - 12 = 4\ \text{кДж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
07ФИПИ 137B85№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота плавления

На рисунке показан график изменения температуры вещества $t$ по мере поглощения им количества теплоты $Q$. Масса вещества равна $2\ \text{кг}$. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии…

  1. 1
    Плавлению соответствует горизонтальный участок графика: температура постоянна при увеличении количества теплоты от $4 \cdot 10^5\ \text{Дж}$ до $8 \cdot 10^5\ \text{Дж}$.$$Q_\text{пл} = (8 - 4) \cdot 10^5 = 4 \cdot 10^5\ \text{Дж}$$
  2. 2
    Удельная теплота плавления равна отношению количества теплоты, затраченного на плавление, к массе вещества.$$\lambda = \frac{Q_\text{пл}}{m} = \frac{4 \cdot 10^5}{2} = 2 \cdot 10^5\ \text{Дж/кг}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
08ФИПИ 154098№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Остывание чугунной болванки

При остывании чугунной болванки с 450 до 80 $^\circ\mathrm{C}$ выделилось количество теплоты, равное 44 400 кДж. Чему равна масса этой болванки?

  1. 1
    При остывании болванки выделившееся количество теплоты определяется формулой:$$Q = cm(t_1-t_2)$$
  2. 2
    Разность температур равна:$$\Delta t = 450-80 = 370\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
09ФИПИ 192F48№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Плавление льда при нуле

Какую массу льда, находящегося при $0\,^\circ\mathrm{C}$, можно превратить в воду, если льду сообщить количество теплоты $0{,}33 \times 10^5\ \mathrm{Дж}$?

  1. 1
    Лёд находится при температуре плавления, поэтому всё сообщённое тепло расходуется на плавление.$$Q = \lambda m$$
  2. 2
    Используем удельную теплоту плавления льда $\lambda = 3{,}3 \times 10^5\ \mathrm{Дж/кг}$ и выразим массу.$$m = \dfrac{Q}{\lambda} = \dfrac{0{,}33 \times 10^5}{3{,}3 \times 10^5} = 0{,}1\ \mathrm{кг}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
10ФИПИ 1B1B5D№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Давление при расширении неона

При изобарном расширении неона его объём увеличился на $0{,}4\ \mathrm{м^3}$, а внутренняя энергия увеличилась на $6\ \mathrm{кДж}$. Определите давление неона.

  1. 1
    Неон — одноатомный идеальный газ. При изобарном процессе изменение внутренней энергии выражается через работу газа:$$\Delta U = \frac{3}{2}A$$
  2. 2
    Работа газа при постоянном давлении равна $A = p\Delta V$, поэтому:$$\Delta U = \frac{3}{2}p\Delta V$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
11ФИПИ 1F08A5№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота плавления

На рисунке показан график зависимости температуры вещества в процессе теплообмена с окружающей средой от отдаваемого им количества теплоты. Масса вещества равна $0{,}5$ кг. Первоначально вещество…

  1. 1
    При кристаллизации температура вещества постоянна, поэтому на графике этому процессу соответствует горизонтальный участок.
  2. 2
    Удельную теплоту плавления находят по количеству теплоты, выделившемуся на этом участке: $\lambda = \dfrac{Q}{m}$.$$\lambda = \dfrac{Q}{0{,}5}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
12ФИПИ 217002№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота парообразования

На рисунке показан график изменения температуры вещества по мере поглощения им количества теплоты. Вещество находится в сосуде под поршнем. Масса вещества равна $0{,}5\ \text{кг}$. Первоначально…

  1. 1
    Парообразование происходит на горизонтальном участке графика, где температура вещества не изменяется.
  2. 2
    По графику количество теплоты, поглощённое при парообразовании, равно разности значений на концах горизонтального участка:$$Q = (2{,}0 - 0{,}5) \cdot 10^4 = 1{,}5 \cdot 10^4\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
13ФИПИ 25EC8A№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Количество отданной теплоты

Внешние силы совершили над газом работу 30 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 Дж. Какое количество теплоты отдал газ в этом процессе?

  1. 1
    По первому закону термодинамики при совершении работы внешними силами над газом:$$\Delta U = Q + A_{\text{внеш}}$$
  2. 2
    Выразим количество теплоты, полученное газом, и подставим значения:$$Q = \Delta U - A_{\text{внеш}} = -30 - 30 = -60\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
14ФИПИ 2C5924№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Масса льда в калориметре

В стакан калориметра, содержащий 351 г воды, опустили кусок льда массой $m$, имевший температуру $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Начальная температура калориметра и воды $45\,^{\circ}\mathrm{C}$. В момент…

  1. 1
    Вода охлаждается от $45\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$ и отдаёт теплоту:$$Q_1=m_\text{в}c(45-5)$$
  2. 2
    Лёд при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$ плавится, а затем получившаяся вода нагревается до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$:$$Q_2=m\lambda+mc\cdot5=m(\lambda+5c)$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
15ФИПИ 2E704B№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Влажность после снятия перегородки

В сосуде, разделённом перегородкой на две равные части, находится влажный воздух. Температура и давление воздуха в обеих частях сосуда одинаковы. Его относительная влажность в одной половине сосуда…

  1. 1
    Части сосуда имеют одинаковые объёмы и температуру, поэтому количество водяного пара в каждой части пропорционально её относительной влажности.$$m_1 \sim 20\%,\quad m_2 \sim 80\%$$
  2. 2
    После удаления перегородки водяной пар равномерно распределится по всему сосуду. Для равных объёмов итоговая влажность равна среднему арифметическому влажностей.$$\varphi = \frac{\varphi_1 + \varphi_2}{2} = \frac{20\% + 80\%}{2} = 50\%$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
16ФИПИ 30DE81№ 8БазоваяМолекулярная физика

Относительная влажность воздуха

Парциальное давление водяного пара в комнате в 2,5 раза меньше давления насыщенного водяного пара при той же температуре. Какова относительная влажность воздуха в комнате?

  1. 1
    Относительная влажность определяется отношением парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре.$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{нас}}} \cdot 100\%$$
  2. 2
    По условию парциальное давление в 2,5 раза меньше давления насыщенного пара:$$p = \dfrac{p_{\text{нас}}}{2{,}5}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
17ФИПИ 32625A№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

КПД тепловой машины

Рабочее тело тепловой машины за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 50 Дж, и отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 20 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

  1. 1
    Полезная работа тепловой машины за цикл равна разности количеств теплоты, полученных от нагревателя и отданных холодильнику.$$A = Q_1 - Q_2 = 50 - 20 = 30\ \text{Дж}$$
  2. 2
    Вычислим КПД тепловой машины.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1} \cdot 100\% = \dfrac{30}{50} \cdot 100\% = 60\%$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
18ФИПИ 33A3B0№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Влажность при расширении воздуха

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде под поршнем равна 40%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если его объём за счёт движения поршня при неизменной температуре…

  1. 1
    При постоянной температуре масса водяного пара не изменяется, а объём увеличивается в 2 раза. Поэтому давление водяного пара уменьшается в 2 раза.$$p_2 = \dfrac{p_1}{2}$$
  2. 2
    Давление насыщенного пара при неизменной температуре остаётся постоянным, поэтому относительная влажность также уменьшается в 2 раза.$$\varphi_2 = \dfrac{\varphi_1}{2} = \dfrac{40\%}{2} = 20\%$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
19ФИПИ 3A5182№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Сжатие влажного воздуха

В сосуде, объём которого можно изменять при помощи поршня, находится воздух с относительной влажностью 50%. Во сколько раз при неизменной температуре уменьшится объём сосуда к моменту, когда водяной…

  1. 1
    При постоянной температуре давление насыщенного водяного пара не изменяется. Относительная влажность равна 50%, поэтому начальное давление водяного пара в два раза меньше давления насыщенного пара.$$\varphi_1 = \frac{p_1}{p_{\text{нас}}} = 0{,}5$$
  2. 2
    К моменту насыщения давление водяного пара должно увеличиться в два раза.$$p_2 = p_{\text{нас}} = 2p_1$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
20ФИПИ 3ABA89№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота плавления

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от отданного им количества теплоты в процессе теплообмена с окружающей средой. Масса вещества равна $1{,}5$ кг. Первоначально вещество было…

  1. 1
    На горизонтальном участке температура вещества не изменяется, хотя оно отдаёт теплоту. Это соответствует кристаллизации вещества.
  2. 2
    Количество теплоты, отданное при кристаллизации, равно разности значений по оси $Q$ на концах горизонтального участка.$$\Delta Q=(8-2)\cdot10^5=6\cdot10^5\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе