Задание №9 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 14
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 совершал работу.
2. В процессе 1–2 газ совершал отрицательную работу.
3. В процессе 2–3 газ совершал отрицательную работу.
4. В процессе 3–1 газ совершал отрицательную работу.
5. Изменение внутренней энергии газа на участке 1–2 по модулю больше изменения внутренней энергии газа на участке 3–1.
Подсказки — как подойти к решению
- Определи вид каждого процесса по графику в осях p–T: прямая через начало координат — изохора, вертикальный отрезок — изотерма, горизонтальный — изобара. На изохоре объём постоянен, значит, работа газа равна нулю.
- О знаке работы газа суди по изменению объёма: расширение даёт плюс, сжатие — минус. Изменение внутренней энергии считай по температуре: ΔU = (3/2)·νR·ΔT, сравнивая крайние значения T на участке.
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: 14.
Типичные ошибки
- Ошибка — принять утверждение 2 и увидеть в наклонной прямой признак изменения объёма. В осях p–T такая прямая, продолжение которой идёт через начало координат, описывает изохорный процесс, где p/T = const и работа газа равна нулю.
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