РЕШУ ЕГЭ — физика

Задания

В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении p₁  =  120 кПа и температуре t  =  80 °C с относительной влажностью $\varphi=70 \%.$ Объем под поршнем уменьшают в три раза при постоянной температуре. Каким станет давление влажного воздуха под поршнем? Давление насыщенных паров воды p_н при температуре t  =  80 °С равно 47,3 кПа.

Решение. Влажный воздух представляет собой смесь водяных паров и сухого воздуха. По закону Дальтона давление влажного воздуха равно сумме давлений водяных паров и сухого воздуха.

Первоначальное давление водяных паров находим из формулы относительной влажности воздуха:

$\varphi = дробь: числитель: p_1п, знаменатель: p_нп конец дроби ,$ откуда $p_1п= \varphi p_нп.$

По условию температура в сосуде постоянна, поэтому давление насыщенного пара в сосуде остается неизменным.

Выясним, что происходит с давлением водяного пара при уменьшении объема сосуда в 3 раза. При изотермическом уменьшении объема давление должно увеличиваться. Это будет происходить до тех пор, пока пар не станет насыщенным. Дальнейшее изменение объема сосуда на давление водяных паров не повлияет.

Давление сухого пара будет также увеличиваться изотермически. Согласно закону Бойля-⁠Мариотта $p_1cV_1=p_2cV_2,$ с учетом $V_1=3V_2$ получаем $p_2c=3p_1c.$

Запишем уравнение Дальтона для обоих случаев:

$p_1= \varphi p_нп плюс p_1c;$

$p_2=p_нп плюс p_2c.$

Объединяя уравнения, получаем, что конечное давление влажного воздуха в сосуде:

$p_2=3p_1 минус p_нп левая круглая скобка 3 \varphi минус 1 правая круглая скобка =3 умножить на 120 минус 47,3 умножить на левая круглая скобка 3 умножить на 0,7 минус 1 правая круглая скобка =307,97кПа.$

Ответ: 307,97 кПа.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
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	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, 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	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

Ключ