PDF-версии: 
В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t0 долгое время находится только вода и ее пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объем V под поршнем изотермически увеличивают от V0 до 6V0. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объема V на отрезке от V0 до 6V0. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались.
Решение. 1. На участке от
до 
давление под поршнем постоянно (давление насыщенного пара на изотерме). На участке от до 
давление под поршнем подчиняется закону Бойля — Мариотта.
На участке от до график 
— горизонтальный отрезок прямой, на участке от до — фрагмент гиперболы (для экспертов: отсутствие названий не снижает оценку, названия помогают оценке графика, сделанного от руки).
2. В начальном состоянии над водой находится насыщенный водяной пар, так как за длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие.
3. Пока в цилиндре остается вода, при медленном изотермическом расширении пар остается насыщенным. Поэтому график будет графиком константы, то есть отрезком горизонтальной прямой. Количество воды в цилиндре при этом убывает. При комнатной температуре концентрация молекул воды в насыщенном паре ничтожна по сравнению с концентрацией молекул воды в жидком агрегатном состоянии. Масса воды в два раза больше массы пара. Поэтому, во-первых, в начальном состоянии насыщенный пар занимает объем, практически равный 
Во-вторых, чтобы вся вода испарилась, нужно объем под поршнем увеличить еще на 
Таким образом, горизонтальный отрезок описывает зависимость на участке от до 
4. При 
под поршнем уже нет жидкости, все молекулы воды образуют уже ненасыщенный водяной пар, который можно на изотерме описывать законом Бойля — Мариотта: 
то есть 
Графиком этой зависимости служит гипербола. Таким образом, на участке от до зависимость изображается фрагментом гиперболы.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведен правильный график, верно указаны числовые данные (в данном случае — график зависимости давления под поршнем от объема при постоянной температуре п. 1) и представлено полное верное объяснение (в данном случае — п. 2–4) с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае — испарение воды, зависимость давления насыщенного пара только от температуры, закон Бойля — Мариотта для ненасыщенного пара). | 3 |
| Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности и дано правильное объяснение, но содержится один из следующих недостатков. В представленных записях содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи. ИЛИ Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме, или в них содержится логический недочет. | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Указаны не все необходимые явления и физические законы, даже если дан правильный ответ на вопрос задания. ИЛИ Указаны все необходимые явления и физические законы, но в некоторых из них допущена ошибка, даже если дан правильный ответ на вопрос задания. 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 верному ответу, содержат ошибки. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |