Одноатомный газ находится в цилиндрическом сосуде
ЕГЭ по физике №30 с решением и ответами
№30 ЕГЭ по физике – примеры решения:
Задание № 1
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ.
Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па.
Расстояние от дна сосуда до поршня равно L.
Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2.
В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см.
При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·103 Н.
Найдите L. Считать, что сосуд находится в вакууме.
Вариант решения :
№30 ЕГЭ по физике – примеры решения:
Задание № 2
Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К; объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Поршень медленно перемещается без трения. Теплоёмкость поршня и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент?
Вариант решения :
№30 ЕГЭ по физике.
Как изменится температура идеального газа, если увеличить его объем в 2 раза при осуществлении процесса, описываемого формулой pV4=const?
Решение №30 ЕГЭ по физике.
Выразим из уравнения Менделеева-Клапейрона давление p:
(1).
Подставим (1) в формулу, описывающую данный процесс:
Следовательно, при увеличении объема в 2 раза температура должна понизиться в 8 раз
№30 ЕГЭ по физике.
На рисунке изображён процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем идеального одноатомного газа.
Вдоль оси абсцисс отложена абсолютная температура Т газа,
а вдоль оси ординат – количество теплоты Q полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса.
После прихода в конечную точку 5 весь процесс циклически повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях.
,
Найдите КПД этого цикла.
Решение №30 ЕГЭ по физике.
Определим вначале тип цикла, изображённого на рисунке.
На участке 1—2 имеем , следовательно, изотермический процесс, при котором рабочее тело – газ – получает количество теплоты .
Аналогичным образом, участок 3—4 – это изотермический процесс , при котором рабочее тело отдаёт количество теплоты ,
причём . На участках 2-3 и 4-5 имеем
Таким образом, данный циклический процесс – это цикл идеальной тепловой машины, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.
Этот цикл проводится, как видно из рисунка, между максимальной температурой
и минимальной температурой
КПД таког цикла Карно равен
Ответ. КПД цикла равен .
№30 ЕГЭ по физике.
В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный газ,
который может просачиваться сквозь зазор вокруг поршня.
В опыте по изотермическому сжатию газа его объём уменьшился вдвое,
а давление газа упало в 3 раза.
Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре?
Газ считать идеальным.
Решение №30 ЕГЭ по физике.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна
его температуре и числу молей газа: U = (3/2)vRT.
Запишем уравнение Клапейрона–Менделеева:
pV = vRT
(p – давление газа, V – объём сосуда, R – газовая постоянная,
T – температура газа, v – число молей газа).
Из него видно, что произведение vT пропорционально произведению pV.
Значит, согласно условию задачи, внутренняя энергия газа
(как и произведение pV) уменьшилась в 6 раз.
Ответ. U уменьшилась в 6 раз.
№30 ЕГЭ по физике.
Часть 2 ЕГЭ по физике: №28 №29 №30 №31 №32 №32-1
Ещё задания части 2 ЕГЭ по физике: №28 №29 №30
№31 №32 №32-1
Источник
 |
Инструкция по выполнению работы
Задания С1–С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Рекомендуется провести предварительное решение на черновике. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи.
Полное правильное решение каждой из задач С2–С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.
Решив задачу, Вы сможете свериться с образцом, кликнув надпись (Решение) в конце условия задачи.
Желаем успеха!
Здесь приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.
С1. На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая
из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент
времени ползунок реостата установлен посередине и
неподвижен. Опираясь на законы электродинамики,
объясните, как будут изменяться показания приборов
в процессе перемещения ползунка реостата влево.
ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε. (Решение)
С2. Шайба массой m начинает движение по желобу AB из точки А из состояния
покоя. Точка А расположена выше точки В на высоте H = 6 м. В процессе
движения по желобу механическая энергия шайбы из-за трения уменьшается
на ΔE = 2 Дж. В точке В шайба вылетает из желоба под углом α = 15°
к горизонту и падает на землю в точке D, находящейся на одной горизонтали
с точкой В (см. рисунок). BD = 4 м. Найдите массу шайбы m.
Сопротивлением воздуха пренебречь. (Решение)
С3. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится
одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па.
Расстояние от дна сосуда до поршня равно L. Площадь поперечного сечения
поршня S = 25 см2. В результате медленного нагревания газ получил
количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние
x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует
сила трения величиной Fтр = 3·103 Н. Найдите L. Считать, что сосуд
находится в вакууме. (Решение)
С4. При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по
схеме на рисунке. Сопротивления R1 и R2 равны 20 Ом и 150 Ом
соответственно. Сопротивление вольтметра равно 10 кОм, а амперметра –
0,4 Ом. ЭДС источника равна 36 В, а его внутреннее сопротивление – 1 Ом. На рисунке показаны шкалы приборов с показаниями, которые получил
ученик. Исправны ли приборы или же какой-то из них даёт неверные
показания? (Решение)
С5. Небольшой груз, подвешенный на нити длиной 2,5 м, совершает
гармонические колебания, при которых его максимальная скорость достигает
0,2 м/с. При помощи собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,2 м
изображение колеблющегося груза проецируется на экран, расположенный на
расстоянии 0,5 м от линзы. Главная оптическая ось линзы перпендикулярна
плоскости колебаний маятника и плоскости экрана. Определите
максимальное смещение изображения груза на экране от положения
равновесия. (Решение)
С6. Монохроматический пучок параллельных лучей создается источником,
который за время Δt = 8·10–4 с излучает N = 5·1014 фотонов. Фотоны падают
по нормали на площадку S = 0,7 см2 и создают давление P = 1,5·10–5 Па. При
этом 40% фотонов отражается, а 60% поглощается. Определите длину волны
излучения. (Решение)
Источник
‘
Всего: 125 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 | 101–120 | 121–125
Добавить в вариант
Задание 23 № 1047
Идеальный одноатомный газ, начальный объем которого V1 = 1 м3, а количество вещества остается постоянным, находится под давлением p1. Газ нагревают сначала изобарно до объема V2 = 3 м3, а затем продолжают нагревание при постоянном объеме до давления p2 = 5 · 105. Если количество теплоты, полученное газом при переходе из начального состояния в конечное, Q = 2,35 МДж, то его давление p1 в начальном состоянии равно … кПа.
Задание 23 № 1107
Идеальный одноатомный газ, начальный объем которого V1, а количество вещества остается постоянным, находится под давлением p1 = 7 · 105 Па. Газ охлаждают сначала изобарно до объема V2 = 2 м3, а затем продолжают охлаждение при постоянном объеме до давления p2 = 2 · 105. Если при переходе из начального состояния в конечное газ отдает количество теплоты Q = 5 МДж, то его объем V1 в начальном состоянии равен … м3.
Задание 9 № 9
В закрытом баллоне находится ν = 2,00 моль идеального одноатомного газа. Если газу сообщили количество теплоты Q = 18,0 кДж и его давление увеличилось в k = 3,00 раза, то начальная температура Т1 газа была равна:
1) 280 К
2) 296 К
3) 339 К
4) 361 К
5) 394 К
Задание 25 № 1139
В вертикальном цилиндрическом сосуде, закрытом снизу легкоподвижным поршнем массой m = 10 кг и площадью поперечного сечения S = 40 см2, содержится идеальный одноатомный газ. Сосуд находится в воздухе, атмосферное давление которого р0 = 100 кПа. Если при изобарном нагревании газу сообщить количество теплоты Q = 225 Дж, то поршень переместится на расстояние |Δh|, равное … см.
Задание 25 № 1169
В вертикальном цилиндрическом сосуде, закрытом снизу легкоподвижным поршнем массой m = 10 кг и площадью поперечного сечения S = 40 см2, содержится идеальный одноатомный газ. Сосуд находится в воздухе, атмосферное давление которого р0 = 100 кПа. Если при изобарном нагревании газа поршень переместился на расстояние |Δh| = 12 см, то количество теплоты Q, сообщённое газу, равно … Дж.
Задание 25 № 1199
В вертикальном цилиндрическом сосуде, закрытом снизу легкоподвижным поршнем массой m = 10 кг и площадью поперечного сечения S = 40 см2, содержится идеальный одноатомный газ. Сосуд находится в воздухе, атмосферное давление которого р0 = 100 кПа. Если при изобарном нагревании газа поршень переместился на расстояние |Δh| = 10 см, то количество теплоты Q, сообщённое газу, равно … Дж.
Задание 25 № 1472
В тепловом двигателе рабочим телом является одноатомный идеальный газ, количество вещества которого постоянно. Газ совершил цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом максимальное давление газа было в три раза больше минимального, а максимальный объём газа — в два раза больше минимального. Коэффициент полезного действия цикла равен … %.
Задание 7 № 7
Идеальный газ массой m = 6,0 кг находится в баллоне вместимостью V = 5,0 м3. Если средняя квадратичная скорость молекул газа = 700 м/c, то его давление p на стенки баллона равно:
1) 0,2 МПа
2) 0,4 МПа
3) 0,6 МПа
4) 0,8 МПа
5) 1,0 МПа
Задание 25 № 25
Два моля идеального одноатомного газа перевели из состояния 1 в состояние 3 (см. рис.), сообщив ему количество теплоты Q = 5,30 кДж. Если при изобарном расширении на участке 1 → 2 температура газа изменилась на ΔT = 120 К, то на участке 2 → 3 при изотермическом расширении газ совершил работу A, равную … Дж.
Задание 25 № 265
Цилиндрический сосуд с идеальным одноатомным газом, закрытый невесомым легкоподвижным поршнем с площадью поперечного сечения S = 240 см2, находится в воздухе, давление которого p0 = 100 кПа. Если при медленном нагревании газа поршень сместился на расстояние l = 70,0 мм, то газу сообщили количество теплоты Q, равное … Дж.
Задание 25 № 325
Цилиндрический сосуд с идеальным одноатомным газом, закрытый невесомым легкоподвижным поршнем с площадью поперечного сечения S = 160 см2, находится в воздухе, давление которого p0 = 100 кПа. Если газу медленно сообщить количество теплоты Q = 840 Дж, то поршень сместится на расстояние l, равное … мм.
Задание 25 № 385
Цилиндрический сосуд с идеальным одноатомным газом, закрытый невесомым легкоподвижным поршнем с площадью поперечного сечения S = 200 см2, находится в воздухе, давление которого p0 = 100 кПа. Если при медленном нагревании газа поршень сместился на расстояние l = 80,0 мм, то газу сообщили количество теплоты Q, равное … Дж.
Задание 25 № 415
Цилиндрический сосуд с идеальным одноатомным газом, закрытый невесомым легкоподвижным поршнем с площадью поперечного сечения S = 165 см2, находится в воздухе, давление которого p0 = 100 кПа. Когда газу медленно сообщили некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличилась на ΔU = 0,42 кДж, а поршень сместился на расстояние l, равное … см.
Задание 25 № 475
Цилиндрический сосуд с идеальным одноатомным газом, закрытый невесомым легкоподвижным поршнем с площадью поперечного сечения S = 200 см2, находится в воздухе, давление которого p0 = 100 кПа. Когда газу медленно сообщили некоторое количество теплоты, его внутренняя энергия увеличилась на ΔU = 600 Дж, а поршень сместился на расстояние l, равное … мм.
Задание 27 № 537
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R, а внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало. Если до замыкания ключа K идеальный амперметр показывал силу тока I1 = 15 мА, то после замыкания ключа K амперметр покажет силу тока I2, равную … мА.
Задание 27 № 567
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R, а внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало. Если после замыкания ключа K идеальный амперметр показывал силу тока I2 = 64 мА, то до замыкания ключа K амперметр показывал силу тока I1, равную … мА.
Задание 8 № 612
Идеальный газ находился при температуре t1 = 27oС. Если газ изохорно нагрели до температуры t2 = 57oС, то его давление увеличилось в:
1) 2,1 раза
2) 1,9 раза
3) 1,6 раза
4) 1,4 раза
5) 1,1 раза
Задание 27 № 661
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R, а внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало. Если до замыкания ключа K идеальный амперметр показывал силу тока I1 = 12 мА, то после замыкания ключа K амперметр покажет силу тока I2, равную … мА.
Задание 27 № 721
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R, а внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало. Если после замыкания ключа K идеальный амперметр показывал силу тока I2 = 98 мА, то до замыкания ключа K амперметр показывал силу тока I1, равную … мА.
Задание 27 № 751
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R, а внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало. Если после замыкания ключа K идеальный амперметр показывал силу тока I2 = 42 мА, то до замыкания ключа K амперметр показывал силу тока I1, равную … мА.
Всего: 125 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 | 101–120 | 121–125
Источник
8748. Объем сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое, выпустив половину газа и поддерживая температуру газа в сосуде постоянной. Как изменятся в результате этого давление газа в сосуде и его внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8748.
8780. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень не закреплен и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). В сосуд закачивается еще такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменится в результате этого давление газа и концентрация его молекул?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8780.
8812. Аргон помещают в открытый сверху сосуд под легкий подвижный поршень и начинают охлаждать, Давление воздуха, окружающего сосуд, равно 105 Па. Начальный объем газа 9 л, начальная температура 450 К. Масса газа в сосуде остается неизменной. Трением между поршнем и стенками сосуда пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими аргон, и формулами, выражающими их зависимость от абсолютной температуры Т газа в условиях данной задачи.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) внутренняя энергия газа ( U(T) )
Б) объем газа ( V(T) )
ФОРМУЛЫ
1) ( dT, d = ) 3 Дж/К
2) ( frac{b}{T}, b = ) 4050 м3 ⋅ K
3) ( at, a = ) 2 ⋅ 10-5 м3/K
4) ( cT, c = ) 20 Дж/К
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8812.
8844. На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U – внутренняя энергия газа; p – его давление). Как изменятся в ходе этого процесса объем и теплоемкость газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8844.
8876. В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в раскаленную печь. На рисунке показан график изменения температуры T вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Какие участки графика соответствуют нагреванию вещества в газообразном состоянии и кипению жидкости?
ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
А) кипение жидкости
Б) нагревание вещества в газообразном состоянии
УЧАСТКИ ГРАФИКА
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8876.
8908. При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объема, заполненный аргоном и соединенный с манометром. Объем сосуда медленно уменьшают, сохраняя температуру аргона в нем неизменной. Как изменятся при этом внутренняя энергия аргона в сосуде и концентрация его молекул?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8908.
8940. В ходе адиабатного процесса внутренняя энергия 1 моль разреженного гелия увеличивается. Как изменяются при этом температура гелия и его давление?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8940.
8972. Установите соответствие между процессами в идеальном газе и значениями физических величин, характеризующих эти процессы (( Delta U ) – изменение внутренней энергии; ( A ) работа газа, ( nu ) – количество газа).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
А) изотермическое сжатие при ( nu = const )
Б) изобарное расширение при ( nu = const )
ЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
1) ( Delta U > 0,~A = 0 )
2) ( Delta U > 0,~A > 0 )
3) ( Delta U = 0,~A > 0 )
4) ( Delta U = 0,~A
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 8972.
9004. Установите соответствие между процессами в идеальном газе и значениями физических величин, характеризующих эти процессы (( Delta U ) – изменение внутренней энергии; ( A ) – работа газа, ( upsilon ) – количество газа).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
А) адиабатическое сжатие при ( nu = const )
Б) изохорное нагревание при ( nu = const )
ЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
1) ( Delta U > 0,~A = 0 )
2) ( Delta U > 0,~A > 0 )
3) ( Delta U = 0,~A > 0 )
4) ( Delta U > 0,~A
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 9004.
9036. Температуру холодильника теплового двигателя, работающего по циклу Карно, увеличили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД теплового двигателя и количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменилась
2) уменьшилась
3) увеличилась
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса – 9036.
Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще
Источник