Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Основы термодинамики» — с ответами

Тепловое равновесие воды и льда

В калориметр с водой добавили лёд. На графике представлены зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал. Используя…

1. 1
   По графику температура воды на участке АБ понижается от $t_1$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$. Вода отдаёт энергию, поэтому утверждение 5 неверно.$$Q_{\text{воды}}<0$$
2. 2
   На участке ГВ температура льда повышается от $t_2$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, поэтому этот участок соответствует нагреванию льда, а не воды. Утверждение 2 неверно.$$t_{\text{льда}}: t_2 \to 0\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Теплопроводность материалов

В таблице для некоторых строительных материалов приведены значения коэффициента теплопроводности, который характеризует скорость процесса теплопередачи: чем быстрее идёт теплопередача, тем выше…

1. 1
   При равной толщине стен наибольшие теплопотери будут у материала с наибольшим коэффициентом теплопроводности.
2. 2
   Сравниваем значения в таблице: 0,12; 1,69; 0,70; 0,09. Максимальное значение равно 1,69 и относится к железобетону.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Теплообмен воды и льда

На рисунке графически изображён процесс теплообмена для случая, когда в нагретую до $40\ ^\circ\mathrm{C}$ жидкость опускают кусок льда. Потерями энергии при теплообмене можно пренебречь.

1. 1
   На участке $BC$ температура льда повышается от отрицательного значения до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, поэтому этот участок соответствует нагреванию льда.$$Q = c m (t_2 - t_1)$$
2. 2
   На участке $CD$ температура системы равна $0\ ^\circ\mathrm{C}$, а лёд плавится. Подводимая энергия расходуется на изменение внутренней энергии вещества.$$Q = \lambda m$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплота сгорания топлива

Ниже приведена таблица удельной теплоты сгорания $q$ различных видов топлива. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных.

1. 1
   Количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива, определяется формулой $Q = qm$.$$Q = qm$$
2. 2
   В утверждении 1 сравниваются древесный уголь и торф при одинаковой массе. Для древесного угля $q = 3{,}4 \cdot 10^7$ Дж/кг, а для торфа $q = 1{,}4 \cdot 10^7$ Дж/кг. Поэтому древесный уголь выделяет больше теплоты, и утверждение верно.$$3{,}4 \cdot 10^7 > 1{,}4 \cdot 10^7$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Тепловое равновесие воды

В калориметр налили некоторое количество горячей и холодной воды. На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для горячей воды и холодной воды в процессе…

1. 1
   На участке БГ температура системы постоянна, а температуры горячей и холодной воды одинаковы. Это состояние теплового равновесия.$$t = t_2 = \mathrm{const}$$
2. 2
   Холодная вода нагревается на участке ВБ, поэтому этот участок не соответствует охлаждению горячей воды.

Ещё 3 шага — в полном решении

Охлаждение и отвердевание вещества

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ от времени $\tau$, полученный при равномерном непрерывном охлаждении вещества, первоначально находившегося в жидком состоянии. Используя…

1. 1
   Участок $2$–$3$ является горизонтальным: температура постоянна, поэтому на нём происходит отвердевание вещества. При этом теплота выделяется, внутренняя энергия вещества уменьшается.$$U_2 > U_3$$
2. 2
   Точка 2 соответствует началу отвердевания, а точка 4 — его окончанию. Поэтому утверждение о начале отвердевания в точке 4 неверно.

Ещё 2 шага — в полном решении

Тепловое равновесие воды и льда

В калориметр с водой добавили лёд. На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал…

1. 1
   На участке АБ вода охлаждается от температуры $t_1$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, а на участке ГБ лёд нагревается от температуры $t_2$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$.$$t_{\text{воды}} \to 0\ ^\circ\mathrm{C},\quad t_{\text{льда}} \to 0\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   В точке Б температуры воды и льда становятся одинаковыми. Это соответствует установлению теплового равновесия в системе.$$t_{\text{воды}}=t_{\text{льда}}=0\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Удельная теплота сгорания топлива

Ниже приведена таблица удельной теплоты сгорания $q$ различных видов топлива.

1. 1
   Количество теплоты при полном сгорании топлива определяется формулой:$$Q = qm$$
2. 2
   Проверим утверждение 1. Удельная теплота сгорания сухих дров $1{,}0 \cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$ меньше, чем у торфа $1{,}4 \cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$. При одинаковой массе торф выделит больше теплоты, поэтому утверждение неверно.

Ещё 4 шага — в полном решении

Теплообмен в калориметре

На рисунке графически изображён процесс теплообмена для случая, когда нагретый до температуры $t_2$ металлический брусок опускают в медный калориметр, содержащий воду температурой $t_1$. Используя…

1. 1
   На графике конечное состояние теплообмена соответствует общей температуре $50\ ^\circ\mathrm{C}$.$$t_{\text{кон}}=50\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Калориметр нагревается от $t_1$ до $50\ ^\circ\mathrm{C}$ при передаче ему $200\ \mathrm{Дж}$, что соответствует точке $D$. Вода получает $600\ \mathrm{Дж}$, что соответствует точке $E$.

Ещё 2 шага — в полном решении

График нагревания вещества

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ от времени, полученный при равномерном нагревании вещества нагревателем постоянной мощности. Первоначально вещество находилось в твёрдом…

1. 1
   На начальном наклонном участке вещество находится в твёрдом состоянии и нагревается. Поэтому точка 2 соответствует твёрдому состоянию вещества.
2. 2
   На участке фазового перехода температура постоянна, но подводимая энергия расходуется на изменение внутренней энергии вещества. Поэтому утверждение 2 неверно.$$\Delta U \ne 0$$

Ещё 3 шага — в полном решении

График нагревания веществ

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ от полученного количества теплоты $Q$ для двух веществ одинаковой массы. Первоначально каждое из веществ находилось в твёрдом состоянии…

1. 1
   На участке нагревания твёрдого вещества справедливо $Q=cm\Delta t$, поэтому при одинаковых массах наклон графика $t(Q)$ обратно пропорционален удельной теплоёмкости.$$\frac{\Delta t}{\Delta Q}=\frac{1}{mc}$$
2. 2
   Начальный участок графика вещества 1 менее крутой, чем начальный участок графика вещества 2. Следовательно, удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии больше.$$c_1>c_2$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Нагревание и плавление свинца

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для процесса непрерывного нагревания слитка свинца массой 1 кг. Используя данные графика, выберите два верных утверждения…

1. 1
   На участке от точки Б до точки В температура постоянна и равна 327 °C. Это участок плавления свинца: вещество поглощает теплоту, поэтому его внутренняя энергия увеличивается.$$Q = \lambda m > 0$$
2. 2
   Точка Б соответствует началу плавления, когда свинец ещё является твёрдым веществом и нагрет до температуры плавления. Следовательно, утверждение 2 принимается.

Ещё 2 шага — в полном решении

Удельная теплота сгорания топлива

Ниже приведена таблица удельной теплоты сгорания $q$ различных видов топлива. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных.

1. 1
   Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива, определяется формулой:$$Q = qm$$
2. 2
   Для утверждения 1 сравним удельные теплоты сгорания древесного угля и сухих дров: древесный уголь выделяет больше теплоты при сгорании одинаковой массы, поэтому воздух нагревается быстрее.$$3{,}4 \cdot 10^7 > 1{,}0 \cdot 10^7$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Теплопроводность строительных материалов

В таблице для некоторых строительных материалов приведены значения коэффициента теплопроводности, который характеризует скорость процесса теплопередачи (чем быстрее идёт теплопередача, тем выше…

1. 1
   При равной толщине стен наименьшее дополнительное утепление потребуется для материала с наименьшим коэффициентом теплопроводности.
2. 2
   Сравним значения в таблице: $0{,}12$, $1{,}69$, $0{,}70$ и $0{,}09$. Наименьшее значение $0{,}09$ соответствует дереву.

Тепловое равновесие воды и льда

В калориметр с водой добавили лёд. На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ для воды и льда в калориметре. Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал…

1. 1
   В начальный момент вода имеет температуру $t_1$, а лёд — более низкую температуру $t_2$. Поэтому утверждение 1 неверно.
2. 2
   На участке АБ вода охлаждается, а лёд на участке ГВ нагревается. В точке В температуры воды и льда становятся одинаковыми, то есть устанавливается тепловое равновесие.

Ещё 3 шага — в полном решении

График плавления свинца

На графике представлена зависимость температуры $t$ от полученного количества теплоты $Q$ для массы свинца, первоначально находившейся в твёрдом состоянии. Используя график, выберите два верных…

1. 1
   На участке от начала нагревания до температуры плавления свинец нагревается от $27\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $327\,^{\circ}\mathrm{C}$, получая $78$ кДж теплоты.$$\Delta t = 327 - 27 = 300\,^{\circ}\mathrm{C}$$
2. 2
   Используем удельную теплоёмкость свинца $c = 130\,\mathrm{Дж/(кг\cdot^{\circ}C)}$ и найдём массу.$$m = \frac{Q}{c\Delta t} = \frac{78\,000}{130\cdot300} = 2\,\mathrm{кг}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Измерение влажности гигрометром

Учащиеся использовали термометр-гигрометр для измерения температуры и относительной влажности в помещении. Запишите результат измерения относительной влажности с учётом абсолютной погрешности…

1. 1
   По шкале относительной влажности определяем показание прибора: 28 %.$$\varphi = 28\%$$
2. 2
   Наименьшее деление шкалы соответствует 2 %, поэтому абсолютная погрешность измерения равна ±2 %.$$\Delta\varphi = 2\%$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Остывание воды в стаканах

Используя термометр и часы, учитель на уроке провёл опыты по исследованию температуры остывающей воды с течением времени. В алюминиевый и пластиковый стаканы он налил одинаковое количество горячей…

1. 1
   Проверим утверждение 1. В пластиковом стакане через 20 минут температура воды равна 53,3 °C, поэтому остывание до 46 °C наблюдалось только в алюминиевом стакане.
2. 2
   Проверим утверждение 2. В алюминиевом стакане за первые 5 минут температура уменьшилась на $72 - 62 = 10$ °C, а за следующие 5 минут — на $62 - 55 = 7$ °C. Изменения не одинаковы.$$\Delta t_1 = 10\ ^\circ\mathrm{C},\quad \Delta t_2 = 7\ ^\circ\mathrm{C}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Нагревание двух жидкостей

Две жидкости одинаковой массы, имеющие одинаковую начальную температуру $20\,^{\circ}\mathrm{C}$, нагревают в одинаковых сосудах на одинаковых горелках. В некоторый момент времени измеряют…

1. 1
   Сосуды нагреваются одинаковыми горелками в течение одного и того же времени, поэтому при одинаковых условиях они получают одинаковое количество теплоты.$$Q_1 = Q_2$$
2. 2
   Для нагревания жидкости используется формула количества теплоты.$$Q = cm\Delta T$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Количество теплоты при остывании

Ученик провёл эксперимент по изучению количества теплоты, выделяющейся при остывании металлических цилиндров различной массы, предварительно нагретых до температуры $t_1$. Количество теплоты…

1. 1
   Количество теплоты, полученное водой, определяется формулой $Q = c m \Delta t$. Масса и удельная теплоёмкость воды во всех опытах одинаковы, поэтому количество теплоты пропорционально изменению температуры воды.$$Q \sim \Delta t$$
2. 2
   В опытах 1 и 2 вода нагрелась на одинаковую величину: $\Delta t = 10\,^{\circ}\mathrm{C}$. Следовательно, цилиндры выделили одинаковое количество теплоты. Утверждение 3 верно.

Ещё 2 шага — в полном решении