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.
