Тип 24 № 43075 
Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня). Первое начало термодинамики
i
Решение. 1. В соответствии с первым началом термодинамики подводимое количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии системы и совершенной механической работы: 
При кипении бензола происходит его изобарное расширение. Работа пара 
где p — давление пара, 
— изменение объема.
2. Считая пар идеальным газом, воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона для определения изменения объема за счет испарившегося бензола массой 
где T = 80 + 273 = 353 К — температура кипения бензола. Отсюда 
3. Количество теплоты Q, необходимое для испарения массы 
бензола, пропорционально удельной теплоте парообразования L: 
4. Объединяя формулы, найдем отношение изменения внутренней энергии бензола к количеству теплоты:
Ответ: 0,90.
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| 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 Клапейрона — Менделеева; условие равновесия тела, движущегося поступательно); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования 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 все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ 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 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 балл | 3 |
Ответ: 0,90.
при температуре кипения t = 78 °C. При сообщении спирту количества теплоты Q часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу A. Удельная теплота парообразования спирта L = 846 · 103 Дж/кг, а его молярная масса — 46 · 10−3 кг/моль. Какая часть подведенного к этиловому спирту количества теплоты переходит в работу? Объемом жидкого этилового спирта пренебречь.
находится в вертикальном цилиндре, закрытом легким поршнем. Температура кипения бензола 
После того как бензолу было сообщено некоторое количество теплоты Q, часть бензола превращается в пар, который в дальнейшем совершает положительную работу при изобарном расширении. Удельная теплота парообразования бензола 
ero молярная масса 
Какая часть подведенного к бензолу количества теплоты переходит в изменение его внутренней энергии? Объемом жидкого бензола и трением между поршнем и цилиндром пренебречь.