previous arrow
next arrow
Slider
Центр подготовки к ЕГЭ > Задание 8 ЕГЭ по физике

Задание 8 ЕГЭ по физике

Основы термодинамики. Тепловое равновесие. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Изопроцессы.

В. З. Шапиро

Восьмое задание ЕГЭ по физике проверяет знания по разделам «Молекулярная физика» и «Термодинамика».  Оно относится к заданиям  базового уровня. В нём нет возможности выбора ответа. Данные для условия задачи могут быть представлены в виде текста или на графике.

Необходимая теория: Основные положения молекулярно-кинетической теории

1. В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Во сколько раз уменьшится объём газа, если он перейдёт из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?

Ответ: в ___________________________ раз(а).

Для точек 1 и 2 надо применить уравнение Клапейрона, так как масса газа и количество вещества   остается неизменным.

\frac{p_1}{T_1}V_1=\frac{p_2}{T_2}V_2; отсюда можно выразить отношение объемов в состояниях 1 и 2.

 \frac{V_1}{V_2}=\frac{p_2T_1}{p_1T_2}.  Подставим условные значения для температуры и давления из графика   \frac{V_1}{V_2}=\frac{2\cdot 5}{5\cdot 1}=2.

 Ответ: в 2 раза.

Секрет решения: Уравнение Клапейрона применимо только для неизменной массы или количества вещества идеального газа. Более универсальным является уравнение Менделеева-Клапейрона. Его можно использовать для различных масс и количеств вещества газа.  От этого уравнения легко перейти к уравнению Клапейрона, сократив на равные массы.

2. Цилиндрический сосуд разделён лёгким подвижным поршнем на две части. В одной части сосуда находится криптон, в другой – аргон. Температуры газов одинаковы. Определите отношение концентрации молекул криптона к концентрации молекул аргона.

Ответ: ___________________________.

Наличие легкого подвижного поршня в цилиндрическом сосуде приведет к выравниванию давлений в обеих частях. Для решения задачи необходимо использовать формулу для связи давления, концентрации и температуры.

p_1=n_1kT_{1 } – для сосуда с криптоном, p_2=n_2kT_2 – для сосуда с аргоном. Приравнивая эти два уравнения (так как давления одинаковые) получим: n_1kT_{1}= n_2kT_2;   \, \,   \frac{n_1}{n_2}=\frac{kT_2}{kT_1}=1.

Ответ: 1.

3. Температура неона увеличилась с 27 оС до 327 оС. Во сколько раз увеличилась средняя кинетическая энергия его молекул?

Ответ: в___________________________ раз(а).

Температура связана со средней кинетической энергией молекул формулой:

 \overline{E_k}= \frac{3}{2}kT; применим эту формулу для двух случаев, переведя температуру из градусов Цельсия в градусы Кельвина.

\overline{{E_k}_1}=\ \frac{3}{2}kT_1; \overline{{E_k}_2}=\ \frac{3}{2}kT_2. Найдем отношение    \frac{\overline{{E_k}_2}}{{E_k}_1}=\frac{\frac{3}{2}kT_2}{\frac{3}{2}kT_1}=\frac{T_2}{T_1} .

Подставим численные значения \frac{\overline{{E_k}_2}}{{E_k}_1}= \frac{327+273}{27+273}=2.

 Ответ: 2.

Секрет решения: Перевод температуры в шкалу Кельвина является обязательным во всех разделах физики. Связь   T(K) = t(^\circ C) + 273  запоминается легко, но также надо знать, что при изменении температуры на один градус по Цельсию температура по Кельвину также меняется на один градус.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями. Информация на странице «Задание 8 ЕГЭ по физике» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам. Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий. Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена: 07.06.2023