Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 23 № 9550
i

Один литр жид­ко­го неона на­хо­дит­ся при тем­пе­ра­ту­ре сво­е­го ки­пе­ния −246 °C. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты нужно со­об­щить этому ко­ли­че­ству неона для того, чтобы при по­сто­ян­ном дав­ле­нии пе­ре­ве­сти его в газ, име­ю­щий тем­пе­ра­ту­ру 0 °C? Ответ вы­ра­зи­те в ки­лод­жо­у­лях и округ­ли­те до це­ло­го числа. (Плот­ность жид­ко­го неона 1200 кг/м3, его удель­ная теп­ло­та ис­па­ре­ния 164 кДж/кг, мо­ляр­ная масса  — 0,020 кг/моль.)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Чтобы пе­ре­ве­сти жид­кий неон в газ и на­греть его, нужно за­тра­тить ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q=Q_1 плюс Q_2, где Q_1  — ко­ли­че­ство теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мое для ис­па­ре­ния жид­ко­го неона, а Q_2  — ко­ли­че­ство теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мое для на­гре­ва газа от −246 до 0 °C.

Най­дем ко­ли­че­ство теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мое для ис­па­ре­ния:

Q_1=\lambda умно­жить на m=\lambda умно­жить на V\rho=164000 умно­жить на 0,001 умно­жить на 1200 = 196,8кДж.

Затем газ будет на­гре­вать­ся изо­ба­ри­че­ски, и со­глас­но пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки:

Q_2=A плюс \Delta U=p\Delta V плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu R \Delta T= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu R \Delta T.

Число молей неона может быть най­де­но по сле­ду­ю­щей фор­му­ле

\nu= дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: V\rho, зна­ме­на­тель: M конец дроби ,

где M  — его мо­ляр­ная масса.

Тогда най­дем ко­ли­че­ство теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мое для на­гре­ва:

Q_2= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu R \Delta T= дробь: чис­ли­тель: 5V\rho R \Delta T, зна­ме­на­тель: 2M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 умно­жить на 0,001 умно­жить на 1200 умно­жить на 8,31 умно­жить на 246, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 0,02 конец дроби \approx 306,6кДж.

Таким об­ра­зом, чтобы со­вер­шить такой про­цесс, не­об­хо­ди­мо под­ве­сти ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное:

Q=Q_1 плюс Q_2\approx 503кДж.

Ответ: 503 кДж.

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

IV) пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны

2

Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны пре­об­ра­зо­ва­ния, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи, но име­ет­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

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

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния и не зачёрк­ну­ты.

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 нём до­пу­ще­на ошиб­ка (в том числе в за­пи­си еди­ниц из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны)

1

Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1 или 2 балла

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 9518: 9550 Все