Задание №9 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 24
Условие
В двух закрытых сосудах одинакового объема (1 литр) нагревают два различных газа — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.
Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.
1. Количество вещества первого и второго газов равны.
2. В момент времени t = 40 мин. температура второго газа больше температуры первого в два раза.
3. В момент времени t = 40 мин. температура второго газа меньше температуры первого в два раза.
4. В процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия газов растет.
5. В процессе проводимого эксперимента оба газа совершают положительную работу.
Подсказки — как подойти к решению
- Начальные температуры и объёмы одинаковы, поэтому из pV = νRT количество вещества пропорционально давлению в начальный момент: сравни высоты кривых при t = 0 и сделай вывод о количестве вещества.
- Для момента времени t = 40 мин. температуру ищи из T = pV/(νR): она обратно пропорциональна количеству вещества, и сильнее нагреется тот газ, которого меньше. Ловушка: считать равные давления признаком равных температур.
Решение
Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением:
pV = ν RT.
Найдем, чему равно отношение количества вещества первого газа к количеству вещества второго. Рассмотрим при этом момент времени t = 0, при этом по условию T₁ = T₂, V₁ = V₂.
ν₁/ν₂ = p₁/p₂ = 2.
Значит количество вещества первого газа больше чем второго.
Отношение температур газов при t = 40 мин:
T₁/T₂ = ν₂/ν₁ = 0,5.
Это значит, что в момент времени t = 40 мин температура газа 1 меньше температуры газа 2 в два раза.
Внутренняя энергия газа пропорциональна его температуре. При изохорном увеличении давления температура газа растет, следовательно, в процессе проводимого эксперимента внутренняя энергия газов растет.
Объем газов не изменяется, поэтому работа не совершается.
Ответ: 24.
Типичные ошибки
- Ошибка — перепутать направление сравнения температур: при равных давлениях температуры обратно пропорциональны количествам вещества, поэтому сильнее нагрелся газ, которого меньше. Заодно забывают, что при постоянном объёме работа 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