Масса газа в сосуде не менялась а его состояние менялось
Варианты задач ЕГЭ разных лет (с ответами). |
Задания части В. (Установление соответствия).
Механика. МКТ и ТД. Электродинамика. Оптика. Кванты.
1. Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как ведут себя перечисленные ниже величины, описывающие этот газ в ходе указанного на диаграмме процесса? Для каждой величины определите характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
| Давление газа | Объем газа | Внутренняя энергия газа |
(Ответы)
2. Идеальный одноатомный газ в теплоизолированном сосуде с поршнем переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как меняются в ходе указанного на диаграмме процесса давление газа, его температура и внутренняя энергия? Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не меняется
| Давление | Температура | Внутренняя энергия |
(Ответы)
3. Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как изменяются при этом следующие три величины: давление газа, его объeм и внутренняя энергия? Для каждой величины подберите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
| Давление газа | Объeм газа | Внутренняя энергия |
(Ответы)
4. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими изотермический процесс сжатия воздуха, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце.
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ИХ ИЗМЕНЕНИЯ |
| А)Давление Б) Объем В) Температура Г) Внутренняя энергия | 1) Увеличение 2) Уменьшение 3) Неизменность |
(Ответы)
5. Укажите, какой процесс, проводимый над идеальным газом, отвечает приведенным условиям (V – занимаемый газом объем, T – абсолютная температура газа, ν- количество вещества газа, р – давление газа). Установите соответствие между условиями проведения процессов и их названиями. (Ответы)
| УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА | ЕГО НАЗВАНИЕ |
 | 1) изохорный 2) изобарный 3) изотермический 4) адиабатный |
6. С некоторой массой газа осуществляют циклические процессы, показанные на рисунках А и Б в одной из систем координат (р, V), (р, Т) или (V, Т). В любом состоянии газа выполняется соотношение: pV/T = const. Один из процессов, и только один, в каждом цикле не является изопроцессом. Определите его. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ГРАФИКИ | ПРОЦЕССЫ |
 | 1) AB 2) BC 3) CD 4) DA |
7. В сосуде неизменного объема находится смесь двух идеальных газов: кислорода в количестве 1 моль и азота в количестве 4 моль. В сосуд добавили еще 1 моль кислорода, а затем выпустили половину содержимого сосуда. Температура оставалась постоянной. Как изменились в результате парциальные давления кислорода, азота и давление смеси газов в сосуде? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
| Парциальное давление кислорода | Парциальное давление азота | Давление смеси газов |
(Ответы)
8. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль первого газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась неизменной? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
| Парциальное давление первого газа | Парциальное давление второго газа | Давление смеси газов в сосуде |
(Ответы)
9. При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, соединённый с манометром. Объём сосуда медленно уменьшили, сохраняя температуру воздуха неизменной. Как изменлись при этом давление воздуха в сосуде, его внутренняя энергия и плотность? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
| Давление воздуха в сосуде | Внутренняя энергия воздуха | Плотность воздуха |
(Ответы)
10. Объём сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое, выпустив половину газа, температуру газа в сосуде поддерживали постоянной. Как изменились в результате этого давление газа в сосуде, его плотность и внутренняя энергия? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
| Давление | Плотность | Внутренняя энергия |
(Ответы)
11. Внутренняя энергия ν молей одноатомного идеального газа равна U. Газ занимает объем V. R – универсальная газовая постоянная. Чему равны давление и температура газа? Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА | ФОРМУЛА |
| А) Давление газа Б) Температура газа |
12. Укажите, какой процесс, проводимый над идеальным газом, отвечает приведенным условиям (ν- количество вещества газа, Q – количество теплоты, передаваемое газу, ΔU – изменение внутренней энергии газа, А – работа газа). Установите соответствие между условиями проведения процессов и их названиями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА | ЕГО НАЗВАНИЕ |
| 1) Изохорный 2) Изобарный 3) Изотермический 4) Адиабатный |
13. Изменение состояния фиксированного количества одноатомного идеального газа происходит в соответствии с циклом, показанным на рисунке. Как соотносятся процессы и физические величины, которые их характеризуют (ΔU – изменение внутренней энергии газа, А’ – работа газа). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ПРОЦЕССЫ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
| А) переход 3 → 4 Б) переход 2 → 3 |  |
14. Одноатомный идеальный газ неизменной массы в изотермическом процессе совершает работу А > 0. Как меняются в этом процессе объем, давление и внутренняя энергия газа?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
(Ответы)
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ИХ ИЗМЕНЕНИЯ |
| А) объем газа Б) давление газа В) внутренняя энергия газа | 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется |
15. В ходе адиабатного процесса внутренняя энергия одного моля разреженного газа уменьшается. Как при этом изменятся величины: давление газа, его температура и объем?
Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
| Давление газа | Температура газа | Объем газа |
(Ответы)
16. Идеальный газ постоянной массы был помещён в горизонтальный сосуд с поршнем. С ним были проведены процессы, изображённые на рисунках. Соотнесите описание характера теплообмена и графическое изображение процессов. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
(Ответы)
| ГРАФИКИ ИЗОПРОЦЕССОВ | ОПИСАНИЕ ХАРАКТЕРА ТЕПЛООБМЕНА |
 | 1) Газ получил некоторое количество теплоты, и его внутренняя энергия увеличилась. При дальнейшем нагревании газ стал совершать работу по выталкиванию поршня из сосуда. 2) Переданное газу количество теплоты пошло на совершение газом положительной работы без изменения внутренней энергии. При дальнейшей передаче тепла внутренняя энергия газа увеличилась. 3) При охлаждении газа его объём уменьшился, а поршень под действием атмосферного давления пошёл внутрь сосуда. Затем газ получил от окружающей среды некоторое количество теплоты, поршень сдвинулся в другую сторону. 4) Внутренняя энергия газа уменьшилась, так как газ передал окружающей среде некоторое количество теплоты. Затем газ получил некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличилась. |
17. Укажите, какими формулами выражаются КПД цикла тепловой машины и работа А за цикл через количество теплоты Qн, полученное рабочим телом за цикл от нагревателя, и количество теплоты |Qх|, переданное за цикл рабочим телом холодильнику. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА | ФОРМУЛА |
| А) КПД цикла тепловой машины Б) Работа за цикл |  |
18. Укажите, какими формулами выражаются количество теплоты QH, полученное рабочим телом тепловой машины за цикл от нагревателя, и количество теплоты |QX|, переданное за цикл рабочим телом холодильнику, через КПД цикла и работу А за цикл. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА | ФОРМУЛА |
А) Количество теплоты Qн Б) Количество теплоты |Qх| |  |
19. В идеальном тепловом двигателе уменьшилась полезная мощность, при неизменном количестве теплоты, получаемой за один цикл от нагревателя. Как при этом изменятся коэффициент полезного действия двигателя, количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику и температура холодильника? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
| Коэффициент полезного действия | Количество теплоты, отдаваемое холодильнику | Температура холодильника |
(Ответы)
20. Ученица проводила наблюдения за процессом плавления льда. Как изменилась внутренняя энергия льда и его температура в процессе плавления? Установите соответствие между физическими величинами и их изменением: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
| А) Внутренняя энергия Б) Температура | 1) уменьшалась 2) увеличивалась 3) не изменялась |
21. По мере повышения температуры воды от -50 °С до +50 °С вода находилась сначала в твердом состоянии, затем происходил процесс плавления, и нагревание жидкой воды. Изменялась ли внутренняя энергия воды во время этих трех процессов и если изменялась, то как? Установите соответствие между физическими процессами, перечисленными в первом столбце, и изменениями внутренней энергии воды, перечисленными во втором столбце. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ | ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ |
| А) Нагревание льда Б) Плавление льда В) Нагревание жидкой воды | 1) остается неизменной 2) увеличивается 3) уменьшается |
22. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить. (Ответы)
| НАЗВАНИЕ | ФОРМУЛА |
| А) Количество теплоты, необходимое для нагревания тела Б) Удельная теплота плавления кристаллического вещества В) Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива |  |
23. На графике показана зависимость температуры T вещества от времени t. Вещество равномерно нагревали от момента времени t = 0 до t = t0. Потом нагреватель выключили и вещество равномерно охлаждалось. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Установите соответствие между названиями тепловых процессов, происходящих с веществом, и точками графика. (Ответы)
| ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС | УЧАСТОК ГРАФИКА |
| А) Плавление твердого тела Б) Охлаждение жидкости | 1) 1-2 2) 2-3 3) 4-5 4) 5-6 |
24. Твердое вещество массой т стали нагревать. На рисунке показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им все большего количества теплоты Q. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ФОРМУЛЫ |
| А) удельная теплоемкость вещества в твердом состоянии Б) удельная теплота плавления |  |
25. В калориметр с водой при комнатной температуре опустили кусок льда, имеющего температуру 0оС. Как изменятся в результате установления теплового равновесия следующие величины: масса воды, ее удельная теплоемкость, масса льда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не меняется
| Масса воды | Удельная теплоемкость воды | Масса льда |
(Ответы)
26. Кусок льда, имеющий температуру -20 °С, положили в стакан с водой, взятой при температуре 0 °С. Как изменятся в результате установления теплового равновесия следующие величины: масса льда, удельная теплоeмкость льда, масса воды? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не меняется
| Масса льда | Удельная теплоемкость льда | Масса воды |
(Ответы)
27. Водяной пар впускают в сосуд с холодной водой, в результате чего весь пар конденсируется. При этом физические величины, перечисленные в первом столбце, меняются следующим образом (Ответы)
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ИХ ИЗМЕНЕНИЕ |
| А) внутренняя энергия пара Б) внутренняя энергия воды В) температура воды | 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется |
28. В цилиндре под поршнем находятся вода и насыщенный водяной пар. Поршень медленно изотермически вдвигают в цилиндр. Как меняются при этом давление водяного пара, его масса и масса воды в цилиндре? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
| Давление водяного пара в цилиндре | Масса водяного пара в цилиндре | Масса воды в цилиндре |
(Ответы)
29. В сосуде неизменного объема находится смесь сухого воздуха и насыщенного водяного пара. Температура понизилась, при этом произошла частичная конденсация пара. Как изменились в результате парциальные давления сухого воздуха, пара, а также давление смеси в сосуде? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
| Парциальное давление сухого воздуха | Парциальное давление пара | Давление смеси |
(Ответы)
30. В сосуде под поршнем находится насыщенный пар. Поршень медленно опускают, уменьшая отведенный пару объем без изменения его температуры. Как меняются в ходе этого процесса давление пара, его удельная внутренняя энергия и концентрация его молекул? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
| Давление пара | Удельная внутренняя энергия пара | Концентрация молекул пара |
(Ответы)
Механика. МКТ и ТД. Электродинамика. Оптика. Кванты.
Источник
Термодинамика
В задании №9 ЕГЭ по физике необходимо продемонстрировать знания в области такого раздела физики, как термодинамика. Работа идеального газа, КПД тепловых машин, циклы – вот, что ждет нас в девятом задании.
Теория к заданию № 9 ЕГЭ по физике
Работа идеального газа
Пусть газ находится в сосуде, в котором есть поршень. Работа равна произведению силы на перемещение: A=F(h1 – h2).
Сила давления на стенки сосуда и поршень равна произведению давления газа p на площадь поверхности S. Тогда работа газа равна
А=pS(h1 – h2) = p(Sh1 – Sh2) =p(V1 – V2)
Следовательно, газ выполняет работу, если изменяется его объём.
При постоянном давлении работа -это произведение давления и разности объёмов.
Молекулы газа обладают кинетической энергией и при сильном сжатии газа ведут себя как упругие тела. Это означает, что они обладают ещё и потенциальной энергией. Кинетическая и потенциальная энергия молекул, из которых состоит газ, в сумме составляют внутреннюю энергию газа U.
Внутренняя энергия газа может быть рассчитана по формуле: где ν – кол-во вещество, измеряемое в молях; R – универсальная газовая постоянная (R=8,31 Дж/(моль·К)); T – температура газа.
Если изменять одновременно температуру Т и давление р с объёмом V, разобраться в закономерностях изменения состояния газа тяжело.
Газовые процессы
- Изобарный процесс происходит при постоянном давлении, т.е. p = const. При нем теплота Q затрачивается на увеличение объёма газа и повышение температуры.
- Изохорный процесс происходит при поддержании постоянного объема, т.е. при V = const. Работа в данном случае не выполняется, а теплота, получаемая газом, затрачивается на изменение внутренней энергии.
- Изотермический проходит при постоянной температуре (T=const). В этом случае теплота идёт на изменение объёма, то есть на выполнение работы. При изотермическом процессе Q = А.
Графики газовых процессов изображены на рисунках ниже.
Количество теплоты, которое необходимо затратить при нагревании тела массой т, на Δt градусов, определяется формулой Q=cmΔt. Здесь с – удельная теплоемкость материала, из которого изготовлено тело.
КПД тепловой машины
Здесь Q1 – количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 – количество теплоты,которое отдано холодильнику, A- полезная работа.
Разбор типовых заданий №9 ЕГЭ по физике
Демонстрационный вариант 2018
На ТV-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ получил количество теплоты, равное 50 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе, если его масса не меняется?
Алгоритм решения:
- Анализируем условие задачи. Записываем уравнение 1-го закона термодинамики.
- Записываем формулу для расчета внутр.энергии. Находим ее значение.
- Определяем работу,
Решение:
1. По условию задачи газ получил 50 кДж теплоты. После этого газ выполнил работу.По 1-му закону термодинамики Q=A+∆U (1) 2. ∆U можно найти из уравнения: ∆????=3/2 ????????∆????, поскольку на графике представлена зависимость объема от температуры. Видно, что процесс, изображенный на рисунке, является изотермическим, т.е. Т1=Т2. А это в свою очередь означает, что ∆Т=Т2-Т1=0 и, следовательно, ∆U=0. 3. Получаем из (1): A=Q=50 кДж Ответ: 50
Первый вариант задания (Демидова, №1)
На рТ-диаграмме показан процесс изменения состояния 4 моль идеального газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 40 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе?
Алгоритм решения:
- Анализируем задание и график, на котором изображен газовый процесс.
- Устанавливаем вид процесса.
- Определяем работу, которая выполняется в данном случае.
- Записываем ответ.
Решение:
1. Из рисунка видно, что давление прямо пропорционально зависит от температуры, т.е. p=αT, Здесь α – некоторый коэффициент. Согласно уравнению Менделеева – Клапейрона имеем:
Отсюда
2. Значит, процесс изохорный. При нем объем не меняется.
3. Работа газа всегда связана расширением или сжатием газа, чего в данном случае не происходит. Значит, работа при этом не производится. Она равна 0.
Ответ: 0
Второй вариант задания (Демидова, №8)
Кусок алюминия массой 5 кг нагрели от 20 °С до 100 °С. Какое количество теплоты было затрачено на его нагрев?
Алгоритм решения:
- Записываем формулу для определения количества теплоты.
- Вычисляем количество теплоты, подставив приведенные в условии значения величин.
- Записываем ответ.
Решение:
1. Количество теплоты Q, которое затрачивается на нагревание куска определяется по формуле: Q=cmΔt. 2. Масса тела по условию равна т=5 кг, теплоемкость алюминия равна с = 900 Дж/(кг·0С), а разность температур Δt = 1000 -200= 800. Имеем: Q= 900∙5∙80= 360000Дж =360 кДж. Ответ: 360
Третий вариант задания (Демидова, №28)
Тепловая машина с КПД 40 % совершает за цикл полезную работу 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?
Алгоритм решения:
- Записываем формулу КПД для тепловой машины.
- Подставляем числовые значения и вычисляем требуемое количество теплоты.
- Записываем ответ.
Решение:
1. КПД тепловой машины вычисляется по формуле:
где Q1 – количество теплоты, которое получает тепловая машина от нагревателя; А – полезная работа. По условию A = 60 Дж. А коэффициент полезного действия равен 40%= 0,4. Из формулы получаем:
Ответ: 150
Даниил Романович | ???? Скачать PDF | Просмотров: 5.9k | Оценить:
Источник