РУҚА
ЕГЭ · физика · тақырып бойынша шешімдер

ФИПИ тапсырмаларының шешімдері ЕГЭ по физикаға: «Жылу процестері және машиналар» — жауаптарымен

ФИПИ ашық банкінен тақырыптың әрбір есебі — жауабымен және алғашқы қадамдарымен талдау. Толық қадамдық шешім және ресми кілт – карточкадағы сілтемелер бойынша.

Шешімсіз тапсырмалар
103
жауаптары бар шешімдер
2 304
пәндегі есептер
6
тізім беттері
61ФИПИ 70D177№ 10Күрделі

Изменение свойств воды и льда

В калориметр со льдом, имеющим температуру $0\,^{\circ}\mathrm{C}$, добавили воду при комнатной температуре. Как изменятся в результате установления теплового равновесия удельная теплоёмкость воды и…

  1. 1
    Удельная теплоёмкость является характеристикой вещества. При добавлении воды её удельная теплоёмкость не изменяется.$$c_{\text{воды}}=\text{const}$$
  2. 2
    Вода при комнатной температуре передаёт теплоту льду, находящемуся при температуре плавления. Часть льда плавится, поэтому масса льда уменьшается.$$m_{\text{льда}}\downarrow$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
62ФИПИ 95688F№ 10Күрделі

Изменение КПД машины Карно

Количество теплоты, полученное рабочим телом идеальной тепловой машины Карно от нагревателя за цикл, увеличили. Количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику за цикл, не изменилось…

  1. 1
    Работа тепловой машины за цикл равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику.$$A = Q_1 - Q_2$$
  2. 2
    Количество теплоты $Q_1$ увеличилось, а $Q_2$ не изменилось, поэтому работа машины увеличилась.$$\Delta A > 0$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
63ФИПИ 987D51№ 10Күрделі

Изменение параметров цикла Карно

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру нагревателя тепловой машины понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не…

  1. 1
    Для цикла Карно КПД определяется температурами нагревателя и холодильника.$$\eta = 1 - \dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$
  2. 2
    При понижении температуры нагревателя $T_\text{н}$ при неизменной температуре холодильника $T_\text{х}$ дробь $\dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$ увеличивается, поэтому КПД уменьшается.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
64ФИПИ 9D022C№ 10Күрделі

Изменение параметров машины Карно

Температуру нагревателя тепловой машины Карно понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД…

  1. 1
    КПД цикла Карно определяется температурами нагревателя и холодильника. При постоянной температуре холодильника и понижении температуры нагревателя КПД уменьшается.$$\eta = 1 - \dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$
  2. 2
    Для цикла Карно отношение количеств теплоты равно отношению температур. При уменьшении $T_\text{н}$ величина $Q_\text{х}/Q_\text{н}$ увеличивается. Поскольку $Q_\text{х}$ не изменилось, количество теплоты $Q_\text{н}$, полученное от…$$\dfrac{Q_\text{х}}{Q_\text{н}} = \dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
65ФИПИ 9DE484№ 10Күрделі

Тепловые процессы вещества

В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество массой $m$. Цилиндр поместили в печь. На графике показано изменение температуры $t$ вещества по мере поглощения им количества теплоты $Q$. Формулы…

  1. 1
    На участке $\Delta Q_3$ температура повышается после плавления, значит вещество находится в жидком состоянии и нагревается.$$c = \dfrac{\Delta Q}{m\Delta t}$$
  2. 2
    Следовательно, формула А соответствует удельной теплоёмкости жидкости.$$\dfrac{\Delta Q_3}{m\Delta t_2} = c_{\text{жидкости}}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
66ФИПИ AB4AE3№ 10Күрделі

Фазовые переходы на графике

В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили в горячую печь, а затем выставили на холод. На рисунке схематично показан график изменения температуры $t$ вещества с течением…

  1. 1
    На участке $FG$ температура вещества уменьшается после достижения максимальной температуры. Это охлаждение пара.
  2. 2
    На участке $KL$ температура постоянна, хотя вещество продолжает отдавать тепло. При охлаждении вещества на этом участке происходит кристаллизация.
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
67ФИПИ ABA0D2№ 10Күрделі

Процессы на графике нагревания

В цилиндре под поршнем первоначально находилось твёрдое вещество. Цилиндр сначала нагревали в печи, а затем он охлаждался. На рисунке показан график изменения температуры вещества с течением времени…

  1. 1
    На участке $EF$ график идёт вверх, поэтому температура вещества повышается. После участка кипения вещество является паром, следовательно, происходит нагревание пара.
  2. 2
    На участке $GH$ график горизонтальный: температура не изменяется, но при охлаждении пар превращается в жидкость. Это конденсация.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
68ФИПИ B313B2№ 10Күрделі

Изменение параметров цикла Карно

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру нагревателя тепловой машины увеличили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику за цикл…

  1. 1
    КПД машины Карно определяется температурами нагревателя и холодильника. При постоянной температуре холодильника увеличение температуры нагревателя приводит к увеличению КПД.$$\eta = 1 - \dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$
  2. 2
    КПД также выражается через количества теплоты. При неизменном количестве теплоты, отданном холодильнику, увеличение КПД возможно при увеличении количества теплоты, полученного от нагревателя.$$\eta = 1 - \dfrac{Q_\text{х}}{Q_\text{н}}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
69ФИПИ C371C5№ 10Күрделі

Фазовые переходы на графике

В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество. Цилиндр поместили в печь. Сначала цилиндр нагревали, а в некоторый момент начали охлаждать. На рисунке схематично показан график изменения…

  1. 1
    На участке $GH$ температура постоянна, а график соответствует охлаждению после нагревания. При постоянной температуре пар превращается в жидкость — происходит конденсация.
  2. 2
    На участке $KL$ температура также постоянна во время охлаждения. Жидкость превращается в твёрдое вещество — происходит кристаллизация.
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
70ФИПИ C4EA84№ 10Күрделі

Процессы на графике нагревания

В цилиндре под поршнем первоначально находилось твёрдое вещество. Цилиндр сначала нагревали в печи, а затем охлаждали. На рисунке показан график изменения температуры $t$ вещества с течением времени…

  1. 1
    На участке $DE$ температура вещества постоянна, хотя нагревание продолжается. Этот участок расположен после нагревания жидкости и соответствует переходу жидкости в пар.
  2. 2
    Следовательно, участку $DE$ соответствует кипение — процесс 1.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
71ФИПИ CADC9A№ 10Күрделі

Тепловые процессы вещества

В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество массой $m$. Цилиндр поместили в печь. На рисунке показан график изменения температуры $t$ вещества по мере поглощения им количества теплоты $Q$…

  1. 1
    Участок $\Delta Q_5$ соответствует нагреванию пара: температура повышается, поэтому используется формула $\Delta Q = cm\Delta t$.$$c = \dfrac{\Delta Q_5}{m\Delta t_3}$$
  2. 2
    Участок $\Delta Q_4$ соответствует парообразованию: температура постоянна, а теплота расходуется на переход жидкости в пар.$$L = \dfrac{\Delta Q_4}{m}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
72ФИПИ E2B7DC№ 10Күрделі

Нагревание и охлаждение эфира

В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. На рисунке схематично представлен график зависимости температуры $t$ эфира от времени $\tau$ его нагревания и…

  1. 1
    На участке $BC$ температура эфира постоянна и равна $40\ ^\circ\mathrm{C}$. Этот участок соответствует кипению, поэтому температура кипения не равна $60\ ^\circ\mathrm{C}$.$$t_{\text{кип}} = 40\ ^\circ\mathrm{C}$$
  2. 2
    Во время кипения жидкость превращается в пар. Несмотря на постоянную температуру, внутренняя энергия эфира увеличивается за счёт подведения теплоты.$$\Delta U > 0$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
73ФИПИ CC0498№ 15Күрделі

КПД двигателя Карно

Температура холодильника идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна $T_2$, а коэффициент полезного действия этого двигателя равен $\eta$. За цикл двигатель отдаёт холодильнику…

  1. 1
    Для идеального двигателя, работающего по циклу Карно, КПД выражается через температуры нагревателя и холодильника:$$\eta=1-\frac{T_2}{T_1}$$
  2. 2
    Выразим температуру нагревателя:$$T_1=\frac{T_2}{1-\eta}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
74ФИПИ D67CAF№ 15Күрделі

КПД двигателя Карно

Температура нагревателя идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна $T_1$, а коэффициент полезного действия этого двигателя равен $\eta$. За цикл рабочее тело двигателя…

  1. 1
    КПД идеального двигателя, работающего по циклу Карно, выражается через температуры нагревателя и холодильника:$$\eta=1-\frac{T_2}{T_1}$$
  2. 2
    Выразим температуру холодильника:$$T_2=T_1(1-\eta)$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
75ФИПИ 233EA6№ 20Күрделі

Испарение воды в колбе

В стеклянную колбу налили немного воды и герметично закрыли её пробкой. Вода постепенно испарялась. На рисунке показан график изменения со временем $t$ концентрации $n$ молекул водяного пара внутри…

  1. 1
    На участке 1 концентрация молекул водяного пара увеличивается. При постоянной температуре плотность пара пропорциональна концентрации молекул.$$\rho = nm$$
  2. 2
    Следовательно, на участке 1 плотность водяного пара увеличивается, а утверждение 1 дұрыс.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
76ФИПИ 2C751A№ 21Жоғары

Изотермическое сжатие пара и воздуха

В одном сосуде под поршнем в объёме $V_0$ при комнатной температуре находится только насыщенный водяной пар и вода, которая занимает малый объём. В другом сосуде под поршнем в объёме $V_0$ при том…

  1. 1
    Рассмотрим сухой воздух. Его масса и температура постоянны, поэтому выполняется закон Бойля–Мариотта.$$pV=\mathrm{const}$$
  2. 2
    В начальном состоянии воздух имеет параметры $p_0$ и $V_0$. В конечном состоянии объём равен $V_0/2$.$$p_0V_0=p_2\frac{V_0}{2}$$

Ещё 5 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому7 қадам в разборе
77ФИПИ 06521E№ 23Күрделі

Время превращения воды в пар

В кастрюле находится $0{,}5\ \text{кг}$ воды при температуре $10\ ^\circ\text{C}$. Сколько потребуется времени, чтобы при помощи кипятильника с постоянной потребляемой мощностью $400\ \text{Вт}$…

  1. 1
    Масса воды, которая превратится в пар, равна $15\%$ от первоначальной массы.$$m_\text{п}=0{,}15m=0{,}15\cdot0{,}5=0{,}075\ \text{кг}$$
  2. 2
    Сначала вся вода нагревается от $10\ ^\circ\text{C}$ до температуры кипения $100\ ^\circ\text{C}$.$$Q_1=mc(t_\text{кип}-t_0)=0{,}5\cdot4200\cdot(100-10)=189000\ \text{Дж}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
78ФИПИ 438E2E№ 23Күрделі

Плавление льда в термосе

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна $0\,^{\circ}\mathrm{C}$, начальная температура воды равна $15\,^{\circ}\mathrm{C}$. Исходная масса воды $1100\ \mathrm{г}$…

  1. 1
    Поскольку после установления равновесия в воде остаётся лёд, смесь имеет температуру плавления льда, то есть $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Вода охлаждается от $15\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $0\,^{\circ}\mathrm{C}$ и отдаёт теплоту.$$Q_\mathrm{в}=m_\mathrm{в}c\left(t_\mathrm{н}-t_\mathrm{к}\right)$$
  2. 2
    Отданная водой теплота расходуется на плавление части льда.$$Q_\mathrm{л}=m_\mathrm{л}\lambda$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
79ФИПИ 5BD8FB№ 23Күрделі

Конденсация водяного пара

В запаянной трубке объёмом $V = 0{,}5\ л$ находится водяной пар при температуре $t_1 = 150\ ^\circ\mathrm{C}$ и давлении $p_1 = 8\ кПа$. Какая масса воды $\Delta m$ сконденсируется в трубке при…

  1. 1
    Переведём температуры в кельвины и объём в единицы СИ:$$T_1 = 150 + 273 = 423\ \mathrm{K},\quad T_2 = 20 + 273 = 293\ \mathrm{K},\quad V = 0{,}5\cdot10^{-3}\ \mathrm{m^3}$$
  2. 2
    До охлаждения водяной пар можно считать идеальным газом. Его масса равна:$$m_1 = \frac{p_1VM}{RT_1} = \frac{8\cdot10^3\cdot0{,}5\cdot10^{-3}\cdot18\cdot10^{-3}}{8{,}31\cdot423} \approx 2{,}05\cdot10^{-5}\ \mathrm{kg}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
80ФИПИ C07219№ 23Күрделі

Начальная температура воды

В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру $0\ ^\circ\mathrm{C}$. После того как наступило тепловое равновесие, весь лёд растаял, и…

  1. 1
    Вода охлаждается от начальной температуры до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ и отдаёт количество теплоты, равное $Q_1=m_\text{в}c t_0$.$$Q_1=m_\text{в}c t_0$$
  2. 2
    Лёд, первоначально имеющий температуру $0\ ^\circ\mathrm{C}$, получает это количество теплоты и плавится.$$Q_2=m_\text{л}\lambda$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе