Задание №9 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 345
Условие
В результате эксперимента по изучению циклического процесса, проводившегося с некоторым постоянным количеством одноатомного газа, который в условиях опыта можно было считать идеальным, получилась зависимость давления p от температуры T, показанная на графике. Выберите все утверждения, соответствующие результатам этого эксперимента, и запишите в таблицу цифры, под которыми указаны эти утверждения.
1. В процессе 2–3 газ не совершал работу.
2. В процессе 1–2 газ совершал положительную работу.
3. В процессе 2–3 газ совершал положительную работу.
4. В процессе 3–1 газ совершал отрицательную работу.
5. Изменение внутренней энергии газа на участке 1–2 было равно модулю изменения внутренней энергии газа на участке 3–1.
Подсказки — как подойти к решению
- Смотри на вид линии в осях p–T: прямая, продолжение которой идёт через начало координат, — это изохора, а вертикальный отрезок — изотерма. На изохоре объём не меняется, поэтому работа газа равна нулю.
- Знак работы газа определяй по изменению объёма: расширение даёт плюс, сжатие — минус. Внутреннюю энергию одноатомного газа считай как ΔU = (3/2)·νR·ΔT, то есть по изменению температуры, и не ищи работу как площадь в осях p–T.
Решение
Проанализируем каждое утверждение.
1. Процесс²–3 — изотермическое уменьшение давления, следовательно, по закону Бойля — Мариотта: pV = const, значит, газ расширялся, то есть совершал положительную работу.
2. Заметим, что график построен в переменных p − T, процесс 1–2 — линейный, следовательно, процесс 1–2 — изохора, значит, работа не совершается.
3. Процесс²–3 — изотермическое уменьшение давления, следовательно, газ расширялся, то есть совершал положительную работу.
4. Процесс³–1 — это изобарическое уменьшение температуры, следовательно, по закону Гей-Люссака V/T = const, то есть объем также уменьшался. Следовательно, над газом совершают работу, то есть газ совершает отрицательную работу.
5. Изменение внутренней энергии идеального газа прямо пропорционально изменению температуры, Изменение температуры в процессах 1–2 и 3–1 одинаково по модулю, следовательно, модуль изменения внутренней энергии на участке 1–2 = модулю изменения внутренней энергии на участке 3–1.
Ответ: 345.
Типичные ошибки
- Ошибка — отметить утверждение 2 и приписать изохорному участку работу: наклонную прямую в осях p–T принимают за изобару и считают, что объём растёт. Работа газа равна площади под графиком только в осях p–V, а здесь объём постоянен.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №9 по физике · Разбор темы №9 с нуля