Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 42047
i

В за­кры­том по­движ­ным порш­нем со­су­де с на­чаль­ным объёмом V0  =  5 л при тем­пе­ра­ту­ре t_0 = 89 гра­ду­совC на­хо­дят­ся m0  =  2 г жид­кой воды и её на­сы­щен­ный пар. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при этой тем­пе­ра­ту­ре равно p0  =  67 кПа. Дви­гая пор­шень, объём со­су­да мед­лен­но уве­ли­чи­ва­ют в 4 раза, под­дер­жи­вая тем­пе­ра­ту­ру его со­дер­жи­мо­го по­сто­ян­ной. Затем пор­шень за­креп­ля­ют и уве­ли­чи­ва­ют аб­со­лют­ную тем­пе­ра­ту­ру со­дер­жи­мо­го со­су­да в 2 раза. Ис­поль­зуя пред­став­лен­ную на ри­сун­ке ко­ор­ди­нат­ную сетку, по­строй­те гра­фик за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния p пара в со­су­де от за­ни­ма­е­мо­го им объёма V. Объ­яс­ни­те по­стро­е­ние гра­фи­ка, опи­ра­ясь на за­ко­ны мо­ле­ку­ляр­ной фи­зи­ки и тер­мо­ди­на­ми­ки.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Найдём массу m во­дя­но­го пара в ис­ход­ном со­сто­я­нии, счи­тая пар иде­аль­ным газом. Объёмом жид­кой воды, име­ю­щей массу m0  =  2 г, можно пре­не­бречь. Тогда, в со­от­вет­ствии с урав­не­ни­ем Мен­де­ле­е­ва-Кла­пей­ро­на,

m = \mu p_0 дробь: чис­ли­тель: V_0, зна­ме­на­тель: RT_0 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 18 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 67 умно­жить на 10 в кубе умно­жить на 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 8,31 умно­жить на 362 конец дроби \approx 2 г = m_0.

Здесь \mu = 18 г/моль  — мо­ляр­ная масса воды, T_0 = t_0 плюс 273 К = 362 К. Обо­зна­чим точку на гра­фи­ке, со­от­вет­ству­ю­щую ис­ход­но­му со­сто­я­нию, циф­рой «1».

2.  При мед­лен­ном уве­ли­че­нии объёма со­су­да на­хо­дя­ща­я­ся в нём вода будет ис­па­рять­ся. По­сколь­ку тем­пе­ра­ту­ра со­дер­жи­мо­го со­су­да под­дер­жи­ва­ет­ся по­сто­ян­ной, то дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара будет оста­вать­ся не­из­мен­ным и рав­ным дав­ле­нию p0. Так как m0  =  m, вся вода ис­па­рит­ся, когда объём со­су­да ста­нет равен 2V0. Обо­зна­чим точку на гра­фи­ке, со­от­вет­ству­ю­щую этому со­сто­я­нию, циф­рой «2».

3.  При даль­ней­шем изо­тер­ми­че­ском уве­ли­че­нии объёма пар ста­нет не­на­сы­щен­ным и будет вести себя как иде­аль­ный газ. По за­ко­ну Бойля Ма­ри­от­та для этого про­цес­са pV  =  const. По­это­му при уве­ли­че­нии объёма от 2V0 до 4V0 дав­ле­ние пара умень­шит­ся от p0 до дробь: чис­ли­тель: p_0, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , а гра­фик за­ви­си­мо­сти p левая круг­лая скоб­ка V пра­вая круг­лая скоб­ка будет пред­став­лять собой уча­сток ги­пер­бо­лы. Обо­зна­чим точку на гра­фи­ке, со­от­вет­ству­ю­щую окон­ча­нию дан­но­го про­цес­са, циф­рой «3».

4.  Про­цесс на­гре­ва­ния газа при за­креплённом порш­не яв­ля­ет­ся изо­хо­ри­че­ским. По за­ко­ну Шарля для этого про­цес­са дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: T конец дроби = const. По­это­му при уве­ли­че­нии аб­со­лют­ной тем­пе­ра­ту­ры со­дер­жи­мо­го со­су­да в 2 раза дав­ле­ние пара также воз­растёт в 2 раза и ста­нет рав­ным p0. Обо­зна­чим точку на гра­фи­ке, со­от­вет­ству­ю­щую окон­ча­нию дан­но­го про­цес­са, циф­рой «4».

Гра­фик про­цес­са 1–2–3–4 имеет вид, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке (уча­сток 2–3 ги­пер­бо­лы изоб­ражён ка­че­ствен­но).

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

Аналоги к заданию № 42047: 42075 Все

Источник: Стат­Град: Тре­ни­ро­воч­ная ра­бо­та по фи­зи­ке 14.03.2025, ва­ри­ант ФИ2410401
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 2.1.13 На­сы­щен­ные и не­на­сы­щен­ные пары
Спрятать решение · КритерииСпрятать критерии · Помощь


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