РУҚА
ЕГЭ · физика · нөмір 9 · жауаптары бар шешімдер

Тапсырма 9 ЕГЭ по физикаға: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Все задачи задания 9 ФИПИ ашық банкінен с готовым ответом и началом талдау. Толық қадамдық шешім және ресми кілт – карточкадағы сілтемелер бойынша.

Шешімсіз тапсырмалар
89
жауаптары бар шешімдер
4
тақырыптар нөмірде
5
тізім беттері
41ФИПИ 76FFD5№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Циклический процесс на p–T диаграмме

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах $p$–$T$, где $p$ — давление газа, $T$ — абсолютная температура газа. Количество вещества…

  1. 1
    Для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии определяется изменением температуры: при повышении температуры внутренняя энергия увеличивается.$$\Delta U = \frac{3}{2}\nu R\Delta T$$
  2. 2
    На участке $AB$ давление и температура изменяются пропорционально, поэтому объём газа постоянен: $V = \frac{\nu RT}{p} = \mathrm{const}$. Работа газа равна нулю.

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе

Графики охлаждения тел

На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ двух тел одинаковой массы от отданного ими при остывании количества теплоты $Q$. Первоначально тела находились в жидком агрегатном…

  1. 1
    Температуры плавления тел определяются уровнями горизонтальных участков графиков. У второго тела этот уровень в 1,5 раза выше уровня первого тела.$$t_{\text{пл},2}=1{,}5t_{\text{пл},1}$$
  2. 2
    Длина горизонтального участка пропорциональна количеству теплоты, выделившемуся при кристаллизации: $Q=m\lambda$. По графику утверждение о двукратном уменьшении удельной теплоты плавления второго тела неверно.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
43ФИПИ 832D3B№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Количество теплоты газа

На $pT$-диаграмме показан процесс изменения состояния 5 моль идеального газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе?

  1. 1
    По диаграмме давление прямо пропорционально абсолютной температуре: $p/T = \mathrm{const}$. Для идеального газа это означает постоянство объёма.$$\frac{p}{T} = \mathrm{const}, \qquad V = \frac{nRT}{p} = \mathrm{const}$$
  2. 2
    При постоянном объёме работа газа равна нулю.$$A = 0$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
44ФИПИ 84BDA5№ 9КүрделіМолекулалық физика

Равновесие газов в сосуде

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г гелия, в правой — 1 моль аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и…

  1. 1
    Молярная масса гелия равна $4\ \text{г/моль}$, поэтому количество вещества гелия:$$n_{\mathrm{He}}=\frac{m}{M}=\frac{8}{4}=2\ \text{моль}$$
  2. 2
    Гелий может проходить через перегородку и при равновесии распределяется равномерно по всему сосуду. Так как части имеют одинаковые объёмы, в каждой части находится по 1 моль гелия.

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе

Анализ графиков нагревания тел

На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ двух тел одинаковой массы от сообщённого количества теплоты $Q$. Каждое тело находится в сосуде под поршнем. Первоначально тела находились…

  1. 1
    Температура кипения определяется уровнем горизонтального участка графика. У первого тела этот уровень выше, поэтому утверждение 1 неверно.$$t_{\text{кип},1}>t_{\text{кип},2}$$
  2. 2
    На участке нагревания жидкости наклон графика $t(Q)$ обратно пропорционален удельной теплоёмкости. График первого тела имеет больший наклон, значит его удельная теплоёмкость меньше. Поэтому удельные теплоёмкости тел не равны, а…$$\frac{\Delta t}{\Delta Q}=\frac{1}{mc}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
46ФИПИ 87F244№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы на pV-диаграмме

На $pV$-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же постоянным количеством газообразного гелия. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие…

  1. 1
    По графику в процессе $1\to2$ давление постоянно и равно $0{,}5\cdot10^5\ \text{Па}$, а объём уменьшается с $5\ \text{л}$ до $1\ \text{л}$. Поэтому объём уменьшился на $4\ \text{л}$, а не на $5\ \text{л}$.$$\Delta V = V_1-V_2 = 5-1=4\ \text{л}$$
  2. 2
    В процессе $3\to4$ давление постоянно, а объём уменьшается с $3\ \text{л}$ до $1\ \text{л}$. Так как при постоянном количестве газа $T\sim pV$, температура уменьшается в 3 раза, а не увеличивается.$$\frac{T_3}{T_4}=\frac{p_3V_3}{p_4V_4}=\frac{3}{1}=3$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
47ФИПИ 8A43D2№ 9КүрделіМолекулалық физика

Сжатие паров аммиака

В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объём сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке показан график изменения…

  1. 1
    На участке 1 концентрация молекул увеличивается. При постоянной температуре плотность пара пропорциональна концентрации, поэтому плотность увеличивается.$$\rho = mn$$
  2. 2
    Для ненасыщенного пара при постоянной температуре давление также пропорционально концентрации.$$p = nkT$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе

Плавление свинца

Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить 2 кг свинца, взятого при температуре плавления?

  1. 1
    Свинец взят при температуре плавления, поэтому теплота расходуется только на его плавление.$$Q = \lambda m$$
  2. 2
    Подставим удельную теплоту плавления свинца и массу:$$Q = 25\ \text{кДж/кг} \cdot 2\ \text{кг} = 50\ \text{кДж}$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
49ФИПИ 8AD2B8№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Количество теплоты при изотерме

На $V$–$T$-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального одноатомного газа, где $V$ — объём газа, $T$ — его абсолютная температура. Работа, совершённая над газом в этом…

  1. 1
    Из диаграммы следует, что процесс изотермический. Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому её изменение равно нулю.$$\Delta U=0$$
  2. 2
    Запишем первый закон термодинамики с учётом работы, совершённой над газом:$$\Delta U=Q+A_{\text{над}}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
50ФИПИ 8AEB86№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Количество теплоты при изохоре

На $Vp$-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального газа. Внутренняя энергия газа уменьшилась на $30\ \text{кДж}$. Какое количество теплоты отдал газ в этом процессе?

  1. 1
    На диаграмме объём газа не изменяется, поэтому процесс изохорный и работа газа равна нулю.$$A = 0$$
  2. 2
    По первому закону термодинамики количество теплоты равно изменению внутренней энергии газа.$$Q = \Delta U + A = -30 + 0 = -30\ \text{кДж}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
51ФИПИ 976338№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Первый закон термодинамики

На $pV$-диаграмме показан процесс изменения состояния 3 моль идеального одноатомного газа. Внешние силы совершили работу, равную $5$ кДж. Какое количество теплоты газ отдал в этом процессе?

  1. 1
    По диаграмме процесс идёт из состояния 1 в состояние 2. Для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии определяется изменением величины $pV$.$$\Delta U = \frac{3}{2}(p_2V_2-p_1V_1)$$
  2. 2
    Из диаграммы: $p_1=p_0$, $V_1=4V_0$, $p_2=4p_0$, $V_2=V_0$. Поэтому произведения $pV$ в обоих состояниях равны.$$p_1V_1=4p_0V_0,\quad p_2V_2=4p_0V_0,\quad \Delta U=0$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
52ФИПИ 994CE8№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы на V–T диаграмме

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах $V$–$T$, где $V$ — объём газа, $T$ — абсолютная температура газа. Количество вещества газа…

  1. 1
    Концентрация атомов при постоянном количестве вещества обратно пропорциональна объёму газа: $n = \dfrac{N}{V}$. Наибольший объём соответствует точке $B$, поэтому в этой точке концентрация минимальна.$$n \sim \dfrac{1}{V}$$
  2. 2
    На участке $AB$ температура увеличивается, поэтому внутренняя энергия одноатомного идеального газа возрастает.$$\Delta U = \dfrac{3}{2}\nu R\Delta T > 0$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
53ФИПИ 9C4910№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Работа газа в цикле

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа ($V$ — объём газа, $T$ — его абсолютная температура). Цикл изображён на диаграмме $V$–$T$…

  1. 1
    Работа газа положительна на участке, где объём увеличивается. На диаграмме $V$–$T$ это участок 4, направленный вверх.$$A>0$$
  2. 2
    Участок 4 является изотермическим: температура постоянна. Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому $\Delta U=0$.$$\Delta U=0$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
54ФИПИ A35ABE№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Работа внешних сил при сжатии

Газ получил количество теплоты, равное 100 Дж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 200 Дж. Определите модуль работы внешних сил по сжатию газа.

  1. 1
    По первому закону термодинамики количество теплоты, переданное газу, расходуется на изменение его внутренней энергии и совершение работы газом.$$Q = \Delta U + A_{\text{газа}}$$
  2. 2
    Найдём работу газа: $A_{\text{газа}} = Q - \Delta U = 100 - 200 = -100\ \text{Дж}$. Отрицательный знак означает сжатие газа.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
55ФИПИ A74F34№ 9КүрделіМолекулалық физика

Равновесие газов в сосуде

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левую часть сосуда поместили 1 моль неона, в правую — 2 моль гелия. Перегородка может пропускать молекулы гелия и…

  1. 1
    Гелий может проходить через перегородку, поэтому при равных объёмах и одинаковой температуре он распределяется поровну: по 1 моль в каждой части. Неон через перегородку не проходит и остаётся в левой части.$$n_{\mathrm{He,left}}=n_{\mathrm{He,right}}=1\ \text{моль},\quad n_{\mathrm{Ne,left}}=1\ \text{моль}$$
  2. 2
    В левой части находится 2 моль газа, а в правой — 1 моль. Объёмы частей одинаковы, поэтому общая концентрация в левой части в 2 раза больше.$$\frac{N_{\mathrm{left}}}{V_{\mathrm{left}}}=2\frac{N_{\mathrm{right}}}{V_{\mathrm{right}}}$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
56ФИПИ AD54A4№ 9КүрделіМолекулалық физика

Параметры идеальных газов

В двух различных сосудах находится по 1 моль идеальных газов. Объём первого сосуда в 2 раза больше, чем второго. В первом сосуде находится неон при температуре 27 °C; во втором — аргон при…

  1. 1
    Переведём температуру неона в абсолютную шкалу:$$T_1 = 27 + 273 = 300\ \text{К}$$
  2. 2
    Количество вещества в сосудах одинаково, а объём первого сосуда в два раза больше. Поэтому концентрация в первом сосуде в два раза меньше: $n_1 = n_2/2$. Утверждение 1 неверно.$$n = \dfrac{N}{V}$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
57ФИПИ AF151F№ 9КүрделіМолекулалық физика

Процесс с водяным паром

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс $a \to b \to c$. На $pV$-диаграмме точки имеют…

  1. 1
    На участке $a \to b$ температура и давление постоянны, а объём увеличивается. Газ совершает положительную работу: $A > 0$.
  2. 2
    Температура постоянна, поэтому внутренняя энергия пара при постоянной массе не изменяется. Для поддержания постоянной температуры при совершении работы к системе подводится положительное количество теплоты: $Q > 0$.

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
58ФИПИ B205cc№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы идеального газа

Идеальный одноатомный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на диаграмме $p$–$V$, где $p$ — давление газа, $V$ — его объём. Масса газа остаётся постоянной.

  1. 1
    Для идеального газа при постоянной массе температура пропорциональна произведению давления на объём: $T \sim pV$.
  2. 2
    В процессе 1–2 объём постоянен: $V_1=V_2=V_0$, а давление увеличивается от $p_0$ до $3p_0$. Поэтому $T_2=3T_1$. Утверждение 1 верно.

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе
59ФИПИ B2EE08№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Циклический процесс в координатах p–T

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах $p$–$T$, где $p$ — давление газа, $T$ — абсолютная температура газа. Количество вещества…

  1. 1
    Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры: $U = \dfrac{3}{2}\nu RT$.
  2. 2
    На участке $AB$ температура газа увеличивается. Этот участок соответствует постоянному объёму, поэтому работа газа равна нулю: $A = 0$. Согласно первому закону термодинамики $Q = \Delta U + A$, следовательно, $Q = \Delta U > 0$…

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
60ФИПИ B3322A№ 9КүрделіМолекулалық физика

Влажность воздуха при одинаковой температуре

В среду и четверг температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в среду было меньше, чем в четверг.

  1. 1
    При одинаковой температуре давление насыщенного водяного пара одинаково в среду и четверг.$$T_{\text{ср}} = T_{\text{чт}} \Rightarrow p_{\text{нас, ср}} = p_{\text{нас, чт}}$$
  2. 2
    Относительная влажность равна отношению парциального давления пара к давлению насыщенного пара. Поэтому при меньшем парциальном давлении в среду относительная влажность была меньше.$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{нас}}}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе