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

Кипение воды в кастрюле

Стальную кастрюлю, наполовину наполненную водой и закрытую лёгкой крышкой, поставили на огонь, воду в ней довели до кипения и кипятили в течение некоторого времени. Атмосферное давление в помещении…

  1. 1
    До достижения температуры кипения вода нагревается. При повышении температуры увеличивается давление насыщенного водяного пара, поэтому утверждение 3 верно.$$p_{\text{нас}}=p_{\text{нас}}(T),\quad \frac{dp_{\text{нас}}}{dT}>0$$
  2. 2
    Во время кипения при постоянном атмосферном давлении температура воды остаётся постоянной: подводимая теплота расходуется на парообразование. Поэтому утверждение 2 неверно.

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
62ФИПИ B9B0B0№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы в цикле идеального газа

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

  1. 1
    На участке $AB$ объём прямо пропорционален температуре: $V/T=\mathrm{const}$. Следовательно, давление постоянно. Объём увеличивается, поэтому газ изобарно расширяется.$$p=\mathrm{const},\quad V\uparrow$$
  2. 2
    При изобарном расширении одноатомного идеального газа увеличиваются внутренняя энергия и работа газа. Поэтому газ получает положительное количество теплоты, а не отдаёт его.$$Q=\Delta U+A>0$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
63ФИПИ BA9CE0№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы на pV-диаграмме

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного неона ($p$ — давление неона; $V$ — его объём). Из приведённого списка выберите все верные утверждения…

  1. 1
    В процессе 1 давление постоянно, а объём изменяется от одной до пяти условных единиц, то есть увеличивается в 4 раза. Утверждение 1 верно по числу, но сказано, что объём увеличился изобарно в 4 раза — это соответствует графику.$$V_{1\,\text{кон}} = 4V_{1\,\text{нач}}$$
  2. 2
    В процессе 2 давление постоянно, а объём увеличивается в 2 раза. Для постоянного количества газа при постоянном давлении из уравнения $pV = \nu RT$ следует $T \sim V$, поэтому абсолютная температура увеличивается в 2 раза.$$\frac{T_{2\,\text{кон}}}{T_{2\,\text{нач}}} = \frac{V_{2\,\text{кон}}}{V_{2\,\text{нач}}} = 2$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
64ФИПИ C02CAB№ 9КүрделіМолекулалық физика

Равновесие смеси идеальных газов

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой — 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и…

  1. 1
    Молярная масса аргона равна примерно $40\ \text{г/моль}$, поэтому в правой части первоначально находится 1 моль аргона. Аргон через перегородку не проходит.$$n_{\mathrm{Ar}} = \dfrac{m}{M} = \dfrac{40}{40} = 1\ \text{моль}$$
  2. 2
    Гелий может проходить через перегородку. Так как части сосуда имеют одинаковые объёмы и температура постоянна, после равновесия 4 моль гелия распределятся поровну: по 2 моль в каждой части.$$n_{\mathrm{He, л}} = n_{\mathrm{He, пр}} = 2\ \text{моль}$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
65ФИПИ c17D9F№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Изменение состояния гелия

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса гелия в сосуде не изменяется.

  1. 1
    Поршень перемещается без трения и медленно, поэтому при изменении температуры он всё время находится в механическом равновесии. Давление гелия определяется постоянными внешними силами и не изменяется.$$p = \mathrm{const}$$
  2. 2
    Из уравнения состояния идеального газа при постоянных $n$ и $p$ следует, что объём прямо пропорционален температуре. Поэтому при понижении температуры объём уменьшается, а не остаётся неизменным. Утверждение 1 неверно, утверждение 2 верно.$$pV = nRT \Rightarrow V \propto T$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе

Графики нагревания тел

На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ двух тел одинаковой массы от сообщённого им количества теплоты $Q$. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии…

  1. 1
    Температура плавления определяется уровнем горизонтального участка графика. Для первого тела этот уровень в 2 раза ниже уровня плавления второго тела.$$t_{\text{пл},1}=\dfrac{1}{2}t_{\text{пл},2}$$
  2. 2
    Количество теплоты, затраченное на плавление, определяется длиной горизонтального участка по оси $Q$. Горизонтальные участки для обоих тел имеют одинаковую длину. Так как массы тел одинаковы, их удельные теплоты плавления одинаковы.$$Q_{\text{пл}}=m\lambda,\quad \lambda_1=\lambda_2$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
67ФИПИ c5290F№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы идеального газа на p–T диаграмме

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

  1. 1
    Для идеального газа при постоянном количестве вещества справедливо уравнение состояния.$$pV = ν RT$$
  2. 2
    Участок $AB$ является изохорным: отношение $p/T$ постоянно. Поэтому работа газа равна нулю.$$A = \int p\,dV = 0$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
68ФИПИ C5CA95№ 9КүрделіҚысым және денелердің жүзуі

Циклический процесс идеального газа

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

  1. 1
    На $p$–$T$ диаграмме изохора изображается прямой, проходящей через начало координат: $p/T=\mathrm{const}$. Участок $CD$ является изохорным, поэтому объём не изменяется и работа газа равна нулю.$$A=\int p\,dV=0$$
  2. 2
    Участок $DA$ соответствует постоянной температуре, но при переходе от $D$ к $A$ давление увеличивается. Следовательно, объём уменьшается: газ изотермически сжимается, а не расширяется.

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
69ФИПИ c775FB№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Изменение состояния гелия

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 моль гелия. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса гелия в цилиндре постоянна.

  1. 1
    Поршень перемещается без трения, а атмосферное давление и внешняя нагрузка постоянны. Поэтому при медленном изменении состояния давление гелия остаётся постоянным.$$p = \text{const}$$
  2. 2
    Для постоянного количества идеального газа при постоянном давлении из уравнения состояния следует, что объём прямо пропорционален абсолютной температуре. При повышении температуры объём увеличивается, поэтому утверждение 1 верно, а…$$pV = nRT \Rightarrow V \sim T \quad (p = \text{const})$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе

Нагревание и плавление вещества

Твёрдый образец вещества нагревают в печи. По мере поглощения количества теплоты $Q$ температура образца $t$ растёт в соответствии с графиком. Выберите все утверждения, которые соответствуют…

  1. 1
    Участок 1–2 является горизонтальным: при постоянной температуре вещество поглощает теплоту и плавится.$$t_{\text{плавл}}=1535\,^{\circ}\mathrm{C}$$
  2. 2
    В точке 2 горизонтальный участок заканчивается, поэтому вещество полностью расплавилось. Утверждение 1 верно.$$Q_{\text{плавл}}=Q_2-Q_1$$

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе
71ФИПИ CFC43F№ 9КүрделіҚысым және денелердің жүзуі

Температура состояния газа

На рисунке показано изменение состояния идеального газа в количестве $4$ моль. Какая температура соответствует состоянию $2$?

  1. 1
    На графике показан изохорный процесс: давление прямо пропорционально абсолютной температуре.$$\dfrac{p}{T} = \mathrm{const}$$
  2. 2
    Для состояний $1$ и $2$ запишем соотношение:$$\dfrac{p_1}{T_1} = \dfrac{p_2}{T_2}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе

Нагревание и плавление вещества

Твёрдый образец вещества нагревают в печи. По мере поглощения количества теплоты $Q$ температура образца $t$ растёт в соответствии с графиком.

  1. 1
    На участке $1$–$2$ температура постоянна и равна $40\ ^\circ\mathrm{C}$, поэтому этот участок соответствует плавлению вещества. Температура плавления равна $40\ ^\circ\mathrm{C}$, а не $80\ ^\circ\mathrm{C}$.$$t_{\text{пл}}=40\ ^\circ\mathrm{C}$$
  2. 2
    Плавление начинается при $Q=40\ \mathrm{Дж}$ и заканчивается при $Q=80\ \mathrm{Дж}$. В состоянии 2 вещество полностью расплавилось.$$Q_{\text{пл}}=80-40=40\ \mathrm{Дж}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
73ФИПИ D43001№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Циклический процесс идеального газа

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс $1\text{–}2\text{–}3\text{–}4\text{–}1$, $pV$-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в…

  1. 1
    По диаграмме координаты состояний: $1(6\ \text{л},200\ \text{кПа})$, $2(8\ \text{л},200\ \text{кПа})$, $3(8\ \text{л},100\ \text{кПа})$, $4(6\ \text{л},100\ \text{кПа})$.
  2. 2
    При изобарном сжатии газ переходит из состояния $3$ в состояние $4$. Работа, совершённая над газом, равна $A_{\text{над}}=p\Delta V=100\cdot(8-6)=200\ \text{Дж}$, поэтому утверждение 1 неверно.

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе

Плавление образца по графику

Твёрдый образец медленно нагревается в плавильной печи так, что подводимая к нему тепловая мощность постоянна. В таблице приведены результаты измерений температуры образца с течением времени.

  1. 1
    С 15-й по 25-ю минуту температура образца не изменяется и равна $327\ ^\circ\mathrm{C}$. Постоянная температура при подводе теплоты означает, что образец плавится.$$T_\text{пл}=327\ ^\circ\mathrm{C}$$
  2. 2
    В момент 18 мин образец находится внутри интервала плавления от 15 до 25 мин, поэтому он частично расплавился.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
75ФИПИ DE8B36№ 9КүрделіМолекулалық физика

Влажность воздуха при одинаковой температуре

В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в понедельник было меньше, чем во вторник.

  1. 1
    Температура воздуха в оба дня одинакова, поэтому давление насыщенного водяного пара также одинаково.$$T_{\text{пн}} = T_{\text{вт}} \Rightarrow p_{\text{н,пн}} = p_{\text{н,вт}}$$
  2. 2
    Относительная влажность пропорциональна парциальному давлению водяного пара при постоянной температуре. Так как в понедельник парциальное давление меньше, относительная влажность в понедельник также меньше.$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{н}}} \cdot 100\%$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
76ФИПИ DFF8CD№ 9КүрделіМолекулалық физика

Процессы идеального газа

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа $p$ от объёма $V$. Масса газа в процессе не изменяется. Выберите два правильных…

  1. 1
    Для газа постоянной массы из уравнения Менделеева–Клапейрона следует, что абсолютная температура пропорциональна произведению давления на объём.$$T \sim pV$$
  2. 2
    По графику: $p_1=2p_0$, $V_1=V_0$; $p_2=2p_0$, $V_2=2V_0$; $p_3=3p_0$, $V_3=2V_0$.$$T_1:T_2:T_3=2:4:6$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому5 қадам в разборе
77ФИПИ E27EA7№ 9КүрделіҚысым және денелердің жүзуі

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 объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению:$$V = \frac{\nu R T}{p}$$
  2. 2
    В состояниях 4–7 абсолютные температуры равны $300\ \mathrm{K}$, $330\ \mathrm{K}$, $450\ \mathrm{K}$ и $600\ \mathrm{K}$. Проверим отношения $T/p$: $300/50 = 330/55 = 450/75 = 600/100 = 6$. Следовательно, объёмы одинаковы. Утверждение 2…

Ещё 4 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому6 қадам в разборе
78ФИПИ E47569№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Процессы с аргоном

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного аргона ($p$ — давление аргона, $V$ — его объём). Выберите все верные утверждения, характеризующие процессы…

  1. 1
    Для одного и того же количества идеального газа из уравнения состояния следует: при постоянном давлении абсолютная температура прямо пропорциональна объёму.$$T \sim V \quad (p = \mathrm{const})$$
  2. 2
    В процессе 1 объём увеличивается от 1 до 5 условных единиц, поэтому температура увеличивается в 5 раз. Утверждение 2 верно, а утверждение 1 неверно: объём увеличился в 5 раз, а не в 4.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
79ФИПИ ED9C80№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Работа газа при изотерме

На $pT$-диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе получил количество теплоты, равное $3\ \text{кДж}$. Определите работу, совершённую газом.

  1. 1
    На вертикальном участке $pT$-диаграммы температура постоянна, поэтому процесс является изотермическим.$$T = \text{const}$$
  2. 2
    Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. При постоянной температуре её изменение равно нулю.$$\Delta U = 0$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
80ФИПИ ee9D27№ 9КүрделіТермодинамика негіздері

Работа газа по первому закону

Идеальный одноатомный газ получил количество теплоты, равное 75 Дж. Внутренняя энергия газа в этом процессе увеличилась на 45 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ?

  1. 1
    По первому закону термодинамики количество теплоты расходуется на изменение внутренней энергии газа и совершение им работы.$$Q = \Delta U + A$$
  2. 2
    Выразим работу газа и подставим значения.$$A = Q - \Delta U = 75 - 45 = 30\ \text{Дж}$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе