previous arrow
next arrow
Slider

Задание 9 ЕГЭ по физике

 Термодинамика. Работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины

В. З. Шапиро

Девятое задание ЕГЭ по физике проверяет знания по разделам «Молекулярная физика» и «Термодинамика».  Это задание базового уровня. В нём отсутствует возможность выбора ответа. Особое внимание надо уделить теме «Насыщенный пар. Относительная влажность воздуха». Качественное понимание всех происходящих процессов приведет к правильному решению задачи.

1. Относительная влажность воздуха в сосуде, закрытом поршнем, равна 40%. Во сколько раз необходимо уменьшить объём сосуда, чтобы водяной пар в нём стал насыщенным?

Ответ: в___________________________ раз(а).

Необходимая теория: Насыщенный пар

Относительная влажность равна 100% в случае, если водяной пар становится насыщенным. Увеличение влажности при постоянной температуре происходит из-за роста парциального давления водяного пара. Это давление растет с уменьшением объёма сосуда.

Относительная влажность равна 100% в случае, если водяной пар становится насыщенным. Увеличение влажности при постоянной температуре происходит из-за роста парциального давления водяного пара. Это давление растет с уменьшением объёма сосуда.

\varphi = \frac{p}{p_0}\cdot 100\% .  Отношение влажностей воздуха будет равно обратному отношению объемов сосуда.   \frac{\varphi _2}{\varphi _1}=\frac{V_1}{V_2};        \frac{V_1}{V_2}=\frac{100\%}{40\%}=2,5. 

Ответ: в 2,5 раза.

У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя 327°С, а температура холодильника 27°С. Определите КПД теплового двигателя.

Ответ: ___________________________ %.

Необходимая теория: Тепловые машины

Формула для расчета КПД идеальной машины имеет вид: подставим сюда данные из условия задачи, переведя температуру в градусы Кельвина.

Секрет решения: В формуле для расчета КПД идеальной тепловой машины необходимо переводить температуру в градусы Кельвина. Если в числителе разность температур по обеим шкалам одинаковая, то в знаменателе температура   должна быть строго по абсолютной шкале.

3. На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3 кДж. На сколько в результате этого увеличилась его внутренняя энергия?

Ответ: на ___________________________ кДж

Необходимая теория: Первый закон термодинамики

Для решения задачи необходимо применить первый закон термодинамики  Q= \Delta U+A

Так как график проходит через начало координат, то он характеризует  изохорный процесс (V = const). При этом процессе газ работу не совершает, работа внешних сил также равна нулю. Поэтому первый закон термодинамики принимает вид  Q= \Delta U.  Так как газ получил 3 кДж теплоты, то оно полностью пошло на изменение его внутренней энергии.

Ответ: 3 кДж.

4. На pV-диаграмме (см. рисунок) показано, как изменялось давление газа при его переходе из состояния 1 в состояние 3. Каково отношение \frac{A_{12} }{A_{23} } работ газа в процессах 12 и 23?

На pV-диаграмме работа, совершенная газом, численно равна площади под графиком. На участке 1-2 надо найти площадь прямоугольника, на участке 2-3 площадь трапеции.

A_{12 }= 1\cdot 2 = 2;    A_{23} = \frac{1+3}{2}\cdot 2=4. \frac{A_{12}}{A_{23}}= \frac{2}{4}=0,5.

Ответ: 0,5.

Понимание того, как термодинамические процессы изображаются на графиках, необходимо при решении задач, и особенно задач  второй части. Любой график – это тот же самый текст, только имеющий другой вид (форму).