РЕШУ ЕГЭ — физика

Задания

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах p–T, где р  — давление газа, Т  — абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах p–V, где р  — давление газа, V  — объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2–3 и модуль работы внешних сил в процессе 4–1.

Решение. 1.  Построим график цикла в координатах p–V, где p  — давление газа, V  — объём газа. Перестроим график цикла в этих координатах.

Процесс 1–2 при ν  =  const является изохорным, поскольку его график проходит через начало координат $левая круглая скобка дробь: числитель: p, знаменатель: T конец дроби = const правая круглая скобка .$ В ходе процесса абсолютная температура и давление газа увеличились в 6 раз.

Процесс 2–3 изотермический, при ν  =  const его графиком в координатах p–V является гипербола. Согласно закону Бойля-Мариотта (pV  =  const) уменьшение давления газа в 2 раза приведёт к увеличению объёма газа в 2 раза.

Процесс 3–4 при ν  =  const является изохорным, поскольку его график проходит через начало координат $левая круглая скобка дробь: числитель: p, знаменатель: T конец дроби = const правая круглая скобка .$ В процессе 3–4 газ изохорно уменьшил свою абсолютную температуру и давление в 3 раза, а в процессе 4–1  — изобарно вернулся в исходное состояние согласно закону Гей-Люссака $левая круглая скобка дробь: числитель: V, знаменатель: T конец дроби = const правая круглая скобка ,$ уменьшив абсолютную температуру и свой объём в 2 раза (см. рис.).

2.  Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком в координатах, где р  — давление газа, V  — объём газа.

Из графика видно, что модуль работы газа в процессе 2–3 численно равен площади под гиперболой 2–3 и $A_23 больше 3p_0 левая круглая скобка 2V_0 минус V_0 правая круглая скобка = 2p_0 V_0,$ а модуль работы внешних сил в процессе 4–1 $A_41 Вн = p_0 левая круглая скобка 2V_0 минус V_0 правая круглая скобка = p_o V_0.$

Таким образом, $|A_23| больше |A_41 Вн|.$

Ответ: модуль работы газа в процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в процессе 4–1: $|A_23| больше |A_41 Вн|.$

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
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 балла	0
Максимальный балл	3

№ п/п	№ задания	Ответ
1	43826	модуль работы газа в процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в процессе 4–1: $\|A_23\| больше \|A_41 Вн\|.$

Ключ