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
81ФИПИ A9E423№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Нагрев алюминиевого кубка

Кусок алюминия массой 3 кг нагрели от $20\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $100\,^{\circ}\mathrm{C}$. Какое количество теплоты было затрачено на его нагрев?

  1. 1
    Количество теплоты при нагревании вычисляется по формуле:$$Q = cm\Delta T$$
  2. 2
    Изменение температуры алюминия равно:$$\Delta T = 100 - 20 = 80\,^{\circ}\mathrm{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
82ФИПИ AB117F№ 8ПовышеннаяДавление и плавание тел

Первоначальный объём газа

С идеальным газом провели изотермический процесс, в котором в результате увеличения объёма газа на $300\ \text{дм}^3$ его давление уменьшилось в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был…

  1. 1
    При изотермическом процессе произведение давления газа на его объём постоянно.$$p_1V_1=p_2V_2$$
  2. 2
    Обозначим первоначальный объём через $V_1$. После увеличения объём стал $V_1+300$, а давление уменьшилось в 2 раза: $p_2=\dfrac{p_1}{2}$.$$p_1V_1=\frac{p_1}{2}(V_1+300)$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
83ФИПИ AD5049№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Теплота парообразования воды

Какое количество теплоты поглощается в процессе кипения и обращения в пар $2\ \text{кг}$ воды, происходящем при $100\ ^\circ\text{C}$ и атмосферном давлении $10^5\ \text{Па}$?

  1. 1
    При кипении вода превращается в пар при постоянной температуре, поэтому количество теплоты определяется формулой парообразования.$$Q = Lm$$
  2. 2
    Подставим массу воды и удельную теплоту парообразования воды при температуре кипения:$$Q = 2{,}3 \cdot 10^6 \cdot 2 = 4{,}6 \cdot 10^6\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
84ФИПИ ADCC5E№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

КПД тепловой машины

Рабочее тело тепловой машины за цикл совершает работу 50 Дж и отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 150 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

  1. 1
    Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя, расходуется на совершение работы и передачу теплоты холодильнику.$$Q_1 = A + Q_2$$
  2. 2
    Вычислим полученное от нагревателя количество теплоты.$$Q_1 = 50 + 150 = 200\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
85ФИПИ B3ABFA№ 8ПовышеннаяДавление и плавание тел

Изопроцессы идеального газа

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из…

  1. 1
    Для одного и того же количества идеального газа используем уравнение состояния: объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению.$$\dfrac{pV}{T}=\mathrm{const}$$
  2. 2
    В состояниях 1 и 4 температура одинакова: $27\ ^\circ\mathrm{C}$. Поэтому процесс между ними изотермический, и $p_1V_1=p_4V_4$.$$\dfrac{V_4}{V_1}=\dfrac{p_1}{p_4}=\dfrac{100}{50}=2$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
86ФИПИ B44BA2№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Количество теплоты нагревателя

Тепловая машина с КПД 20 % совершает за цикл работу, равную 400 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?

  1. 1
    КПД тепловой машины равен отношению работы за цикл к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1}$$
  2. 2
    Переведём КПД в доли единицы: $20\% = 0{,}20$. Выразим количество теплоты.$$Q_1 = \dfrac{A}{\eta} = \dfrac{400}{0{,}20} = 2000\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
87ФИПИ B95F58№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Количество отданной теплоты

На $pV$-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Чему равно количество теплоты, отданное газом?

  1. 1
    По $pV$-диаграмме процесс происходит при постоянном объёме, поэтому работа газа равна нулю.$$A = \int p\,dV = 0$$
  2. 2
    По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа.$$Q = \Delta U + A$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
88ФИПИ BA6eFF№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Первый закон термодинамики

Двум моль газа сообщили количество теплоты, равное 1700 Дж, при этом внешние силы совершили над газом работу, равную 500 Дж. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа?

  1. 1
    По первому закону термодинамики при совершении работы внешними силами над газом внутренняя энергия увеличивается на полученное количество теплоты и работу внешних сил.$$\Delta U = Q + A_{\text{внеш}}$$
  2. 2
    Подставим значения из условия:$$\Delta U = 1700 + 500 = 2200\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
89ФИПИ BC2CD5№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Плавление части свинца

В начале процесса температура куска свинца массой $1\ \text{кг}$ равнялась $37\ ^\circ\text{C}$. Ему передали количество теплоты, равное $47{,}7\ \text{кДж}$. Температура плавления свинца…

  1. 1
    Определим количество теплоты, необходимое для нагревания свинца от начальной температуры до температуры плавления. Для свинца $c = 130\ \text{Дж/(кг·}^\circ\text{C)}$.$$Q_1 = mc\left(T_\text{пл}-T_0\right) = 1\cdot130\cdot(327-37)=37700\ \text{Дж}=37{,}7\ \text{кДж}$$
  2. 2
    Оставшееся количество теплоты пошло на плавление части свинца.$$Q_2 = Q-Q_1=47{,}7-37{,}7=10\ \text{кДж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
90ФИПИ BF0465№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Изменение внутренней энергии газа

Газ в цилиндре двигателя получил от нагревателя количество теплоты, равное 900 Дж. Затем он расширился, совершив работу, равную 1500 Дж. На какую величину в результате этих двух процессов…

  1. 1
    По первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно разности между количеством теплоты, полученным газом, и работой, совершённой газом.$$\Delta U = Q - A$$
  2. 2
    Подставим значения из условия:$$\Delta U = 900 - 1500 = -600\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
91ФИПИ C091EC№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа по pV-диаграмме

На $pV$-диаграмме показаны два процесса, проведённые с одним и тем же количеством газообразного неона. Определите отношение работ $\dfrac{A_{34}}{A_{12}}$, совершённых над газом в этих процессах.

  1. 1
    Оба процесса являются изобарными сжатиями. Работа, совершённая над газом, по модулю равна площади прямоугольника под соответствующим участком диаграммы: $A=p\lvert\Delta V\rvert$.$$A_{12}=p_{12}(V_1-V_2),\quad A_{34}=p_{34}(V_3-V_4)$$
  2. 2
    Для процесса $1\to2$ давление равно $0{,}4\cdot10^5\ \text{Па}$, а изменение объёма по модулю составляет $40-10=30\ \text{л}$.

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
92ФИПИ C2BD49№ 8БазоваяТепловые процессы и машины

Работа тепловой машины

Тепловая машина с КПД 30% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 120 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?

  1. 1
    КПД тепловой машины равен отношению работы за цикл к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1}$$
  2. 2
    Выразим работу и подставим значения КПД и количества теплоты.$$A = \eta Q_1 = 0{,}30 \cdot 120 = 36\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
93ФИПИ C5D4F1№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Плавление части свинца

В начале процесса температура куска свинца массой $1\ кг$ была равна $47\ ^\circ\text{C}$. Ему передали количество теплоты, равное $46{,}4\ кДж$. Температура плавления свинца равна…

  1. 1
    Определим изменение температуры свинца:$$\Delta T = 327 - 47 = 280\ ^\circ\text{C}$$
  2. 2
    Количество теплоты, необходимое для нагревания всего куска до температуры плавления, при $c = 130\ \text{Дж/(кг\cdot{}^\circ\text{C})}$:$$Q_1 = mc\Delta T = 1\cdot130\cdot280 = 36400\ \text{Дж} = 36{,}4\ \text{кДж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
94ФИПИ C5D78B№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Начальная температура воды

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда $0\,^{\circ}\mathrm{C}$, исходная масса воды $1100\ \mathrm{г}$. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. При переходе к тепловому…

  1. 1
    В конечном состоянии вода и оставшийся лёд имеют температуру $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Вода отдала количество теплоты, равное теплоте плавления части льда.$$m_\text{в}cT = m_\text{л}\lambda$$
  2. 2
    Выразим начальную температуру воды и подставим значения $m_\text{в}=1100\ \text{г}$, $m_\text{л}=210\ \text{г}$, $c=4{,}2\ \text{Дж/(г}\cdot\,^{\circ}\text{C)}$, $\lambda=330\ \text{Дж/г}$.$$T=\frac{m_\text{л}\lambda}{m_\text{в}c}=\frac{210\cdot330}{1100\cdot4{,}2}=15\,^{\circ}\mathrm{C}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
95ФИПИ C62953№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Плавление свинца

В начале процесса температура куска свинца массой $1\ \text{кг}$ была равна $47\ ^\circ\text{C}$. Температура плавления свинца равна $327\ ^\circ\text{C}$. Какое количество теплоты передали куску…

  1. 1
    Сначала весь кусок свинца нагревается от $47\ ^\circ\text{C}$ до температуры плавления $327\ ^\circ\text{C}$.$$\Delta T = 327 - 47 = 280\ ^\circ\text{C}$$
  2. 2
    Теплота, необходимая для нагревания всего куска:$$Q_1 = mc\Delta T = 1 \cdot 130 \cdot 280 = 36400\ \text{Дж} = 36{,}4\ \text{кДж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
96ФИПИ C6FFCA№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Тепловой баланс при плавлении льда

В стакан калориметра, содержащий 75 г воды, опустили кусок льда при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Начальная температура калориметра с водой $55\,^{\circ}\mathrm{C}$. После того как наступило…

  1. 1
    Вода отдаёт теплоту при охлаждении от $55\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$Q_\text{в}=m_\text{в}c(55-5)$$
  2. 2
    Лёд при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$ сначала плавится, затем образовавшаяся вода нагревается до $5\,^{\circ}\mathrm{C}$.$$Q_\text{л}=m_\text{л}\left(\lambda+c(5-0)\right)$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
97ФИПИ CBEDE7№ 8БазоваяТепловые процессы и машины

Работа тепловой машины

Тепловая машина с КПД 40 % за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 200 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?

  1. 1
    КПД тепловой машины равен отношению совершённой работы к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1}$$
  2. 2
    Выразим работу и подставим значения КПД и количества теплоты.$$A = \eta Q_1 = 0{,}4 \cdot 200 = 80\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
98ФИПИ CDB542№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Удельная теплоёмкость вещества

Для определения удельной теплоёмкости вещества тело массой 300 г, нагретое до температуры 100 °C, опустили в железный стакан калориметра, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с…

  1. 1
    Исследуемое тело остывает от 100 °C до 30 °C, а вода и железный стакан нагреваются от 23 °C до 30 °C.$$\Delta T_x = 100 - 30 = 70\ \text{К},\quad \Delta T_\text{в} = \Delta T_\text{ж} = 30 - 23 = 7\ \text{К}$$
  2. 2
    По уравнению теплового баланса теплота, отданная телом, равна сумме теплоты, полученной водой и калориметром.$$c_x m_x \Delta T_x = c_\text{в}m_\text{в}\Delta T_\text{в} + c_\text{ж}m_\text{ж}\Delta T_\text{ж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
99ФИПИ D13E36№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота парообразования

На рисунке показан график изменения температуры вещества, находящегося в сосуде под поршнем, по мере поглощения им количества теплоты. Масса вещества $1{,}5\ \text{кг}$. Первоначально вещество было…

  1. 1
    Парообразование происходит на горизонтальном участке графика, где температура вещества постоянна.$$Q_{\text{парообр.}}=(5-2)\cdot 10^5\ \text{Дж}=3\cdot 10^5\ \text{Дж}$$
  2. 2
    Используем формулу количества теплоты, необходимого для парообразования.$$Q= Lm$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
100ФИПИ D1C429№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Количество теплоты за два цикла

Рабочее тело тепловой машины за один цикл отдаёт холодильнику количество теплоты 100 Дж и совершает работу 30 Дж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за два цикла?

  1. 1
    По закону сохранения энергии количество теплоты, полученное от нагревателя за один цикл, равно сумме работы и количества теплоты, отданного холодильнику.$$Q_\text{н} = A + Q_\text{х}$$
  2. 2
    Вычислим количество теплоты за один цикл:$$Q_\text{н} = 30 + 100 = 130\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе