
Объём воды довели до температуры кипения. Затем начался процесс кипения, и вся эта вода испарилась. На какую величину
изменилась внутренняя энергия данной порции воды в процессе её выкипания, если этот процесс происходил при нормальном атмосферном давлении? Пары воды при температуре кипения можно считать идеальным газом, объём которого намного больше исходного объёма воды.
Решение. 1. Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты Q12 при испарении воды было израсходовано на работу А12 против внешних сил атмосферного давления и на изменение внутренней энергии воды:
2. Масса m воды находится, исходя из её объёма и плотности
данной в таблицах:
3. Количество теплоты Q12 определяется из массы воды и табличной удельной теплоты её парообразования
при нормальном атмосферном давлении
и температуре кипения
Получаем:
4. Работа, совершённая паром в процессе расширения при нормальном атмосферном давлении, равна:
5. Из записанных соотношений следует, что:
| 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 (в данном случае: первый закон термодинамики, выражения для теплоты испарения и работы газа, уравнение Менделеева — Клапейрона, связь массы воды с её объёмом и плотностью); 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 расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 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 объеме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. 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 нем 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 | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: