Задание №23 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
На рисунке приведен график зависимости внутренней энергии U порции идеального газа от температуры T. Газ нагревают при постоянном объеме. Чему равна теплоемкость этой порции данного газа в рассматриваемом процессе? Ответ приведите в джоулях на ° Кельвина.
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что теплоёмкость порции газа — это отношение переданной теплоты к изменению температуры, а при постоянном объёме работа равна нулю, поэтому по первому закону термодинамики вся теплота идёт на изменение внутренней энергии.
- Значит, искомую теплоёмкость можно найти прямо по графику: возьми на нём любые две удобные точки и раздели изменение внутренней энергии на изменение температуры, переведя килоджоули в джоули.
Решение
Теплоемкостью фиксированной порции газа в некотором процессе называется отношение переданного газу тепла к изменению его температуры: C = Q/Δ T. Согласно первому началу термодинамики, переданного газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил: Q = Δ U + A. Поскольку, согласно условию, газ нагревают при постоянном объеме, он не совершает работы, а значит, все тепло идет на изменение внутренней энергии. Таким образом, C = Δ U/Δ T. Рассмотрев любые две точки на графике получаем численное значение для искомой величины: C = (9,0 кДж − 6,0 кДж)/(600 К − 400 К) = 15 Дж/К.
Ответ: 15 Дж/К.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | — |
| 2 Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик прибавляет к изменению внутренней энергии работу газа, забывая, что в изохорном процессе она равна нулю, и получает теплоёмкость больше истинной; ещё чаще теряют перевод килоджоулей в джоули.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №23 по физике · Разбор темы №23 с нуля