Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 24 № 7943
i

В го­ри­зон­таль­но рас­по­ло­жен­ной труб­ке с одним за­кры­тым кон­цом с по­мо­щью стол­би­ка ртути за­перт воз­дух при тем­пе­ра­ту­ре 27 °С. Затем труб­ку пе­ре­во­ра­чи­ва­ют вер­ти­каль­но от­кры­тым кон­цом вверх и на­гре­ва­ют на 60 °C, в ре­зуль­та­те чего объем за­пер­то­го воз­ду­ха ста­но­вит­ся таким же, как и был в го­ри­зон­таль­ном по­ло­же­нии. Най­ди­те d  — вы­со­ту стол­би­ка ртути, если ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние равно 750 мм рт. ст.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим про­цесс до и после на­гре­ва­ния.

В го­ри­зон­таль­ном по­ло­же­нии труб­ки дав­ле­ние воз­ду­ха равно внеш­не­му дав­ле­нию p_1=p_0. Со­глас­но урав­не­нию Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на:

p_1 V_1= \nu RT_0, от­ку­да пер­во­на­чаль­ный объем воз­ду­ха V_1= дробь: чис­ли­тель: \nu RT_0, зна­ме­на­тель: p_0 конец дроби .

В вер­ти­каль­ном по­ло­же­нии труб­ки дав­ле­ние воз­ду­ха равно p_2S = p_0S плюс mg, где m=\rho V  — масса ртути, ее объем V=dS, а S  — пло­щадь се­че­ния труб­ки. За­пи­шем урав­не­ние Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на для воз­ду­ха после на­гре­ва­ния:

p_2 V_2= \nu RT_2, от­ку­да объем воз­ду­ха V_2= дробь: чис­ли­тель: \nu RT_2, зна­ме­на­тель: p_2 конец дроби .

По усло­вию V_1=V_2, зна­чит:

дробь: чис­ли­тель: \nu RT_0, зна­ме­на­тель: p_0 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \nu RT_2, зна­ме­на­тель: p_2 конец дроби ,

ко­ли­че­ство ве­ще­ства не ме­ня­лось:

дробь: чис­ли­тель: T_0, зна­ме­на­тель: p_0 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: T_2, зна­ме­на­тель: p_0 плюс \rho gd конец дроби .

Из­ме­не­ние тем­пе­ра­ту­ры \Delta T=T_2 минус T_0, тогда:

дробь: чис­ли­тель: T_0, зна­ме­на­тель: p_0 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: T_0 плюс \Delta T, зна­ме­на­тель: p_0 плюс \rho gd конец дроби ,

 

p_0 T_0 плюс p_0 \Delta T =p_0 T_0 плюс T_0 \rho gd ,

 

d= дробь: чис­ли­тель: p_0 \Delta T, зна­ме­на­тель: T_0 конец дроби ,

 

d= дробь: чис­ли­тель: 750ммрт.ст. умно­жить на 60К, зна­ме­на­тель: 300К конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 750мм умно­жить на 60К, зна­ме­на­тель: 300К конец дроби = 150мм = 15см.

Ответ: d= дробь: чис­ли­тель: p_0 \Delta T, зна­ме­на­тель: \rho gT_0 конец дроби = 15см.

 

При­ме­ча­ние: Можно пе­ре­ве­сти мм рт. ст. в Па  — 750 умно­жить на 13600 умно­жить на 10. При вы­чис­ле­нии в по­след­ней фор­му­ле со­кра­тит­ся плот­ность \rho и g.

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;

II)  опи­са­ны все вновь вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи, и стан­дарт­ных обо­зна­че­ний ве­ли­чин, ис­поль­зу­е­мых при на­пи­са­нии фи­зи­че­ских за­ко­нов);

III)  про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);

IV)  пред­став­лен пра­виль­ный ответ.

3
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния. Но име­ют­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты; не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

И (ИЛИ)

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) в ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях/⁠вы­чис­ле­ни­ях про­пу­ще­ны ло­ги­че­ски важ­ные шаги.

И (ИЛИ)

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка (в том числе в за­пи­си еди­ниц из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны).

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния дан­ной 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 дан­ной за­да­чи (или в 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
Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 24.06.2016. Ос­нов­ная волна, ре­зерв­ный день. Ва­ри­ант 1. (Часть 2)
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Спрятать решение · КритерииСпрятать критерии · Помощь


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