Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 24 № 5420
i

В со­су­де объ­е­мом V = 0,02м в кубе с жест­ки­ми стен­ка­ми на­хо­дит­ся од­но­атом­ный газ при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии. В крыш­ке со­су­да име­ет­ся от­вер­стие пло­ща­дью S=2 умно­жить на 10 в сте­пе­ни м инус в сте­пе­ни 4 м в квад­ра­те , за­ткну­тое проб­кой. Проб­ка вы­ска­ки­ва­ет, если газу пе­ре­дать ко­ли­че­ство теп­ло­ты не менее 15 кДж. Опре­де­ли­те мак­си­маль­ную силу тре­ния покоя F проб­ки о края от­вер­стия. Газ счи­тай­те иде­аль­ным.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Проб­ка вы­ска­ки­ва­ет, если сила дав­ле­ния газа в со­су­де ста­но­вит­ся боль­ше суммы сил ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и мак­си­маль­ной силы тре­ния покоя проб­ки о края от­вер­стия:

p_1S боль­ше или равно F плюс p_0S,

 

p_1 боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: F плюс p_0S, зна­ме­на­тель: S конец дроби .

2.  По пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки пе­ре­дан­ное газу ко­ли­че­ство теп­ло­ты идет на из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии \Delta U= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu RT и со­вер­ше­ние ра­бо­ты про­тив внеш­них сил. Объем со­су­да не из­ме­ня­ет­ся, сле­до­ва­тель­но, ра­бо­та газа равна нулю, тогда:

Q=\Delta U плюс A=\Delta U.

3.  Иде­аль­ный газ под­чи­ня­ет­ся урав­не­нию со­сто­я­ния Кла­пей­ро­на  — Мен­де­ле­е­ва pV=\nu RT, от­ку­да по­лу­ча­ем:

\Delta U= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби V левая круг­лая скоб­ка p_1 минус p_0 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби V левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: F плюс p_0S, зна­ме­на­тель: S конец дроби минус p_0 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3VF, зна­ме­на­тель: 2S конец дроби =Q.

От­сю­да на­хо­дим силу тре­ния  F= дробь: чис­ли­тель: 2QS, зна­ме­на­тель: 3V конец дроби и, под­став­ляя чис­ло­вые зна­че­ния ве­ли­чин, по­лу­ча­ем:

F= дробь: чис­ли­тель: 15 умно­жить на 10 в кубе Дж умно­жить на 4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 4 пра­вая круг­лая скоб­ка м в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 3 умно­жить на 0,02м в кубе конец дроби =100Н.

Ответ: F=100Н.

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: урав­не­ние Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на, пер­вое на­ча­ло тер­мо­ди­на­ми­ки и вы­ра­же­ние для мак­си­маль­ной силы тре­ния покоя);

II)  опи­са­ны все вво­ди­мые в ре­ше­ние бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем, воз­мож­но, обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);

III)  про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния (до­пус­ка­ет­ся вер­баль­ное ука­за­ние на их про­ве­де­ние) и рас­че­ты, 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 не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния и пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны. Но име­ет­ся один из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му или обоим пунк­там  — II и III,  — пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

При ПОЛ­НОМ пра­виль­ном ре­ше­нии лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты, не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

ИЛИ

При ПОЛ­НОМ ре­ше­нии в не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/⁠вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

При ПОЛ­НОМ ре­ше­нии 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 для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния 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 за­да­чи (или утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на 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 № 5385: 5420 5455 5490 ... Все

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 06.06.2013. Ос­нов­ная волна. Центр. Ва­ри­ант 2
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Никита Бойко 10.06.2021 06:23

Не на­пи­са­но, что силой тя­же­сти нужно пре­не­бречь.

Ирина Леонидовна Бочарова

Сна­ру­жи и внут­ри из­на­чаль­но ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние, по­то­му мас­сой проб­ки можно пре­не­бречь.