Термодинамика и молекулярная физика

Термодинамика и молекулярная физикаОтвет: 22

7298

22

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.4 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

11.  Тип 17 № 7362

1.  При температуре 250 K и давлении плотность газа равна Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в килограммах на моль с точностью до десятитысячных.

Решение.Воспользуемся уравнением Клапейрона-Мендлелеева: Вспоминая, что гдеM  — искомая молярная масса, а получаем

Ответ: 0,0277.

Критерии проверки:

Ответ: 0,0277

901

0,0277

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.1.10 Уравнение Менделеева - Клапейрона

2.  Тип 23 № 1206

2.  Воздух охлаждали в сосуде постоянного объема. При этом температура воздуха в сосуде снизилась в 4 раза, а его давление уменьшилось в 2 раза. Оказалось, что кран у сосуда был закрыт плохо, и через него просачивался воздух. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде?

Решение.В начальный момент времени воздух в стеклянном сосуде удовлетворял следующему уравнению состояния: В конечный момент  — другому уравнению: При этом, согласно условию, а Таким образом, аналогичное соотношение верно и для массы газа. Следовательно, масса воздуха в сосуде увеличилась в 2 раза.

Ответ: 2.

Критерии проверки:

Ответ: 2

1206

2

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.1.10 Уравнение Менделеева - Клапейрона

3.  Тип 23 № 1209

3.  Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно 227 °C, а температура холодильника 27 °C. Рабочее тело двигателя совершает за цикл работу, равную 10 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один цикл? Ответ приведите в килоджоулях.

Решение.Найдем значения температур нагревателя и холодильника в абсолютной шкале температур:

и

Приравняем две формулы для КПД цикла Карно: отсюда для количества теплоты, которое получает рабочее тело от нагревателя за один цикл, имеем:

Ответ: 25.

Критерии проверки:

Ответ: 25

1209

25

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.2.9 Принципы действия тепловых машин. КПД;

2.2.10 Максимальное значение КПД. Цикл Карно.

4.  Тип 23 № 1210

4.  Из стеклянного сосуда стали выпускать сжатый воздух, одновременно охлаждая сосуд. При этом температура воздуха упала вдвое, а его давление уменьшилось в 3 раза. Масса воздуха в сосуде уменьшилась в k раз. Найдите k.

Решение.В начальный момент времени воздух в стеклянном сосуде удовлетворял следующему уравнению состояния: В конечный момент  — другому уравнению: При этом, согласно условию, а Таким образом,

аналогичное соотношение верно и для массы газа. Следовательно, масса воздуха в сосуде уменьшилась в 1,5 раза.

Ответ: 1,5.

Критерии проверки:

Ответ: 1,5

1210

1,5

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.1.10 Уравнение Менделеева - Клапейрона

5.  Тип 23 № 1220

5.  Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно равна а температура холодильника равна Рабочее тело получает от нагревателя за один цикл количество теплоты 25 кДж. Какую работу совершает за цикл рабочее тело двигателя? Ответ укажите в килоджоулях с точностью до десятых.

Решение.Найдем значения температур нагревателя и холодильника в абсолютной шкале температур:

Приравняем две формулы для КПД цикла Карно: отсюда для работы, которую совершает рабочее тело за один цикл, имеем:

Ответ: 15,6.

Критерии проверки:

Ответ: 15,6

1220

15,6

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.2.9 Принципы действия тепловых машин. КПД;

2.2.10 Максимальное значение КПД. Цикл Карно.

6.  Тип 23 № 1237

6.  Одноатомный идеальный газ в количестве молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе, равна 1 кДж. Чему, приблизительно, равно число молей газа? Ответ округлите до целого числа.

Решение.Согласно первому началу термодинамики, тепло, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и совершение работы против внешних сил: Следовательно, изменение внутренней энергии равно Отсюда находим количество вещества:

Ответ: 4.

Критерии проверки:

Ответ: 4

1237

4

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.2.2 Внутренняя энергия;

2.2.7 Первый закон термодинамики.

7.  Тип 23 № 3263

7.  В термос с большим количеством льда при температуре заливают 0,5 кг воды с температурой При установлении теплового равновесия в сосуде расплавится лед массой Найдитеm, ответ укажите в килограммах с точностью до сотых.

Решение.При контакте тел с разной температурой между ними начинается теплообмен. Он продолжается до тех пор, пока температуры тел не выровняются. Льда в термосе много, а значит, весь лёд не растает и конечная температура системы будет 0 °C. Так как система находится в термосе, теплопотерями можно пренебречь. Составим уравнение теплового баланса. Всё тепло, выделяющееся при остывании воды, идёт на плавление льда: В итоге имеем

Ответ: 0,42.

Критерии проверки:

Ответ: 0,42

3263

0,42

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.1.16 Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация;

2.2.4 Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества;

2.2.11 Уравнение теплового баланса.

8.  Тип 23 № 3265

8.  КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Чему равна средняя полезная мощность машины? Ответ приведите в ваттах.

Решение.КПД тепловой машины связано с полезной работой, которую она совершает, и теплом, получаемым от нагревателя, соотношением: Следовательно, средняя полезная мощность машины равна

Ответ: 90.

Критерии проверки:

Ответ: 90

3265

90

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.9 Принципы действия тепловых машин. КПД

9.  Тип 23 № 3266

9.  Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, совершая за один цикл работу 2 кДж. Количество теплоты 2 кДж рабочее тело двигателя отдает за один цикл холодильнику, температура которого 17 °C. Чему равна температура нагревателя? Ответ приведите в градусах Цельсия.

Решение.Найдем значения температуры холодильника по абсолютной шкале температур: Определим, какое количество теплоты получает тепловая машина за цикл от нагревателя, по закону сохранения энергии Приравняем две формулы для КПД цикла Карно:

отсюда для температуры нагревателя имеем:

Переведем эту температуру в шкалу Цельсия:

Ответ: 307.

Критерии проверки:

Ответ: 307

3266

307

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.2.9 Принципы действия тепловых машин. КПД;

2.2.10 Максимальное значение КПД. Цикл Карно.

10.  Тип 23 № 3267

10.  Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, совершая за один цикл работу 2 кДж. Количество теплоты 6 кДж рабочее тело двигателя получает за один цикл от нагревателя, температура которого 217 °C. Чему равна температура холодильника? Ответ приведите в градусах Цельсия, округлите до целых.

Решение.Выразим значения температуры нагревателя по абсолютной шкале температур: Приравняем две формулы для КПД цикла Карно:

отсюда для температуры холодильника имеем:

Переведем эту температуру в шкалу Цельсия:

Ответ: 54.

Критерии проверки:

Ответ: 54

3267

54

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:

2.2.9 Принципы действия тепловых машин. КПД;

2.2.10 Максимальное значение КПД. Цикл Карно.

11.  Тип 23 № 3268

11.  Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, получая за один цикл от нагревателя 5 кДж теплоты и отдавая холодильнику З кДж теплоты. Температура холодильника 17 °С. Чему равна температура нагревателя? Ответ приведите в градусах Цельсия, округлите до целых.

Решение.Найдем значения температуры холодильника по абсолютной шкале температур: Приравняем две формулы для КПД цикла Карно:

отсюда для температуры нагревателя имеем:

Переведем эту температуру в шкалу Цельсия:

Ответ: 210.