Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 38940
i

На полу не­по­движ­но­го лифта стоит теп­ло­изо­ли­ро­ван­ный сосуд, от­кры­тый свер­ху. В со­су­де под тяжёлым по­движ­ным порш­нем на­хо­дит­ся од­но­атом­ный иде­аль­ный газ. Пор­шень на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии. Лифт на­чи­на­ет рав­но­уско­рен­но опус­кать­ся вниз. Опи­ра­ясь на за­ко­ны ме­ха­ни­ки и мо­ле­ку­ляр­ной фи­зи­ки, объ­яс­ни­те, куда сдви­нет­ся пор­шень от­но­си­тель­но со­су­да после на­ча­ла дви­же­ния лифта и как при этом из­ме­нит­ся тем­пе­ра­ту­ра газа в со­су­де. Тре­ни­ем между порш­нем и стен­ка­ми со­су­да, а также утеч­кой газа из со­су­да пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни пор­шень на­хо­дил­ся в рав­но­ве­сии, то есть вы­пол­ня­лось ра­вен­ство p_0S плюс Mg =p_1S, где p0  — ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние, M  — масса порш­ня, p1  — дав­ле­ние иде­аль­но­го газа, на­хо­дя­ще­го­ся в со­су­де, S  — пло­щадь порш­ня.

При рав­но­уско­рен­ном дви­же­нии лифта с уско­ре­ни­ем, на­прав­лен­ным вниз, по вто­ро­му за­ко­ну Нью­то­на Ma=Mg плюс p_0S минус p_2S, где p2  — дав­ле­ние газа в дви­жу­щем­ся лифте. Из урав­не­ний сле­ду­ет, что Ma=S левая круг­лая скоб­ка p_1 минус p_2 пра­вая круг­лая скоб­ка . От­ку­да де­ла­ем вывод, что дав­ле­ние газа умень­ши­лось.

По­сколь­ку по усло­вию сосуд теп­ло­изо­ли­ро­ван­ный, а ко­ли­че­ство ве­ще­ства в со­су­де не из­ме­ни­лось, то Q  =  0, по­это­му умень­ше­ние дав­ле­ния про­изо­шло адиа­бат­но. При адиа­бат­ном про­цес­се при умень­ше­нии дав­ле­ния про­ис­хо­дит уве­ли­че­ние объ­е­ма газа. Сле­до­ва­тель­но, пор­шень под­ни­мет­ся от­но­си­тель­но со­су­да вверх после на­ча­ла дви­же­ния лифта.

По пер­во­му за­ко­ну тер­мо­ди­на­ми­ки для адиа­бат­но­го про­цес­са 0=A плюс \Delta U, при­чем при рас­ши­ре­нии газа ра­бо­та A по­ло­жи­тель­на. Сле­до­ва­тель­но, из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии \Delta U от­ри­ца­тель­но. Для од­но­атом­но­го иде­аль­но­го газа \Delta U= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu R\Delta T. Тогда при умень­ше­нии внут­рен­ней энер­гии тем­пе­ра­ту­ра газа умень­ша­ет­ся.

 

Ответ: пор­шень под­ни­мет­ся вверх, тем­пе­ра­ту­ра умень­шит­ся.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы

При­ве­де­но пол­ное пра­виль­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее пра­виль­ный ответ и ис­чер­пы­ва­ю­щие вер­ные рас­суж­де­ния с пря­мым ука­за­ни­ем на­блю­да­е­мых яв­ле­ний и за­ко­нов

3

Дан пра­виль­ный ответ, и при­ве­де­но объ­яс­не­ние, но в ре­ше­нии име­ет­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

В объ­яс­не­нии не ука­за­но или не ис­поль­зо­ва­ны одно из фи­зи­че­ских яв­ле­ний, свойств, опре­де­ле­ний или один из за­ко­нов (фор­мул), не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния. (Утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве объ­яс­не­ния, не под­креп­ле­но со­от­вет­ству­ю­щим за­ко­ном, свой­ством, яв­ле­ни­ем, опре­де­ле­ни­ем и т.п.)

И (ИЛИ)

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но в них со­дер­жит­ся один ло­ги­че­ский недочёт.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния и не зачёрк­ну­ты.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ет­ся не­точ­ность в ука­за­нии на одно из фи­зи­че­ских яв­ле­ний, свойств, опре­де­ле­ний, за­ко­нов (фор­мул), не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния

2

Пред­став­ле­но ре­ше­ние, со­от­вет­ству­ю­щее од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Дан пра­виль­ный ответ на во­прос за­да­ния, и при­ве­де­но объ­яс­не­ние, но в нём не ука­за­ны два яв­ле­ния или фи­зи­че­ских за­ко­на, не­об­хо­ди­мых для пол­но­го вер­но­го объ­яс­не­ния.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, на­прав­лен­ные на по­лу­че­ние от­ве­та на во­прос за­да­ния, не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к от­ве­ту, со­дер­жат ошиб­ки.

ИЛИ

Ука­за­ны не все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ют­ся вер­ные рас­суж­де­ния, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла0
Мак­си­маль­ный балл3
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.2.7 Пер­вый закон тер­мо­ди­на­ми­ки
Спрятать решение · КритерииСпрятать критерии · Помощь


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