Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 24 № 38090
i

В со­су­де под порш­нем на­хо­дил­ся на­сы­щен­ный во­дя­ной пар при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния воды. В ре­зуль­та­те пе­ре­ме­ще­нии порш­ня весь пар скон­ден­си­ро­вал­ся, и по­лу­чи­лась жид­кая вода объёмом V_в = 1л. Най­ди­те из­ме­не­ние \Delta U_12 внут­рен­ней энер­гии дан­ной пор­ции воды в про­цес­се её кон­ден­са­ции, если этот про­цесс про­ис­хо­дил при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии. Пары воды при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния можно счи­тать иде­аль­ным газом, объём ко­то­ро­го на­мно­го боль­ше ко­неч­но­го объёма воды. Ответ дайте с учётом знака.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Со­глас­но пер­во­му за­ко­ну тер­мо­ди­на­ми­ки, ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q12, ко­то­рое вы­де­ли­лось при кон­ден­са­ции пара, скла­ды­ва­ет­ся из ра­бо­ты А12 пара и из­ме­не­ния \Delta U_12 внут­рен­ней энер­гии воды:

Q_12 = А_12 плюс \Delta U_12.

2.  Масса m воды на­хо­дит­ся, ис­хо­дя из её объёма V_в и плот­но­сти \rho_в, дан­ной в таб­ли­цах: m = \rho_вV_в = 1000 умно­жить на 1 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 1кг.

3.  Ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q12 опре­де­ля­ет­ся из массы m = 1кг воды и таб­лич­ной удель­ной теп­ло­ты её па­ро­об­ра­зо­ва­ния L = 2,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 6 Дж/кг при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии p_0 = 10 в сте­пе­ни 5 Па и тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния T = 100 гра­ду­совС = 373К.

От­сю­да:

Q_12 = минус mL = минус 2,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 6 Дж.

( Q_12 мень­ше 0, т. к. ко­ли­че­ство теп­ло­ты не по­гло­ща­ет­ся, а вы­де­ля­ет­ся).

4.  Ра­бо­та, со­вершённая паром в про­цес­се рас­ши­ре­ния при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии, равна

А_12 = p_0 левая круг­лая скоб­ка V_в минус V_п пра­вая круг­лая скоб­ка \approx минус p_0V_п = минус дробь: чис­ли­тель: mRT, зна­ме­на­тель: \mu конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: 1 умно­жить на 8,31 умно­жить на 373, зна­ме­на­тель: 0,018 конец дроби \approx минус 172 200Дж,

по­сколь­ку по усло­вию объём пара на­мно­го боль­ше ис­ход­но­го объёма воды, а сам пар можно счи­тать иде­аль­ным газом с мо­ляр­ной мас­сой \mu = 0,018кг/моль, под­чи­ня­ю­щим­ся урав­не­нию Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на. От­ме­тим, что А_12 мень­ше 0, по­сколь­ку объём пара умень­ша­ет­ся, т. е. сила ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния со­вер­ша­ет ра­бо­ту над газом.

5.  Из за­пи­сан­ных со­от­но­ше­ний сле­ду­ет, что

\Delta U_12 = Q_12 минус А_12 = минус m левая круг­лая скоб­ка L минус дробь: чис­ли­тель: RT, зна­ме­на­тель: \mu конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =
= \rho_вV_в левая круг­лая скоб­ка L минус дробь: чис­ли­тель: RT, зна­ме­на­тель: \mu конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \approx минус 2 300 000 плюс 172 000 = минус 2 128 000Дж,

то есть внут­рен­няя энер­гия дан­ной пор­ции воды в про­цес­се её кон­ден­са­ции умень­ша­ет­ся при­мер­но на 2128 кДж.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы

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),

опу­ще­на 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 балл3

Аналоги к заданию № 38064: 38090 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.1.15 Из­ме­не­ние аг­ре­гат­ных со­сто­я­ний ве­ще­ства: ис­па­ре­ние и кон­ден­са­ция, ки­пе­ние жид­ко­сти
Спрятать решение · Прототип задания · КритерииСпрятать критерии · Помощь


О про­ек­те · Ре­дак­ция · Пра­во­вая ин­фор­ма­ция · О ре­кла­ме
© Гущин Д. Д., 2011—2025