Задания ЕГЭ по физике: Молекулярная физика и термодинамика
Один моль идеального одноатомного газа совершает адиабатическое сжатие. Как изменились в результате такого процесса давление и температура газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Для определения удельной теплоёмкости вещества тело массой 400 г, нагретое до температуры 100 °С, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра и воды 23 °С. После установления теплового равновесия температура тела и воды стала равной 30 °С. Определите удельную теплоёмкость вещества исследуемого тела. Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Ответ приведите в Дж/(кг·С°).
Один моль идеального одноатомного газа совершает адиабатическое сжатие. Как изменились в результате такого процесса давление и температура газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 2 моль гелия, в правой — 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинакова и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающих состояние газов после установления равновесия в системе.
1) Внутренняя энергия гелия в сосуде больше, чем внутренняя энергия аргона.
2) Концентрация гелия и аргона в правой части сосуда одинакова.
3) В правой части сосуда общее число молекул газов в 2 раза меньше, чем в левой части.
4) Внутренняя энергия гелия в сосуде в конечном состоянии больше, чем в начальном.
5) Давление в обеих частях сосуда одинаково.
Для плавления куска льда при температуре его плавления требуется количество теплоты, равное 3 кДж. Этот кусок льда внесли в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Определите среднюю тепловую мощность, подводимую к куску льда в процессе плавления. (Ответ дайте в ваттах.)
Давление газа в сосуде возросло в 6 раз, а средняя энергия поступательного теплового движения его молекул возросла в 2 раза. Во сколько раз увеличилась концентрация молекул газа в сосуде?
Для нагревания на 20 °C алюминиевой детали потребовалось сообщить ей некоторое количество теплоты. На сколько градусов нагреется чугунная деталь той же массы, если сообщить ей такое же количество теплоты? Ответ приведите в \(^\circ C\). Удельная теплоемкость алюминия - 900 Дж/(кг\(^\circ C\)), а чугуна - 500 Дж/(кг \(^\circ C\))
В котелок насыпали кусочки олова и поставили на электрическую плитку. В минуту плитка передает олову в среднем количество теплоты, равное 500 Дж. График изменения температуры олова с течением времени показан на рисунке. Какое количество теплоты потребовалось для плавления олова, доведенного до температуры плавления? Ответ приведите в джоулях.
_1785835649.jpg)
В баллоне объемом \(V = 1,66 \ \text{м}^3\) находится 2 кг молекулярного кислорода при давлении \(p = 10^5\) Па. Какова температура кислорода? Ответ выразите в кельвинах и округлите до целых.
Газообразный азот находится в сосуде объемом 33,2 литра. Давление газа 100 кПа, его температура 127 °C. Определите массу газа в этом сосуде. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа.
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем с площадью \(S\) находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной с жёсткостью \(k.\) В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра равно \(L,\) а давление газа в цилиндре равно внешнему атмосферному давлению \(p_0\) (см. рисунок). Какое количество теплоты \(Q\) передано затем газу, если в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние \(b?\)
B вакууме закреплён горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 1 л гелия, запертого поршнем, при давлении 100 кПа и температуре 300 К. Поршень удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения (см. рисунок). В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 300 м/с, и застревает в нём. Температура гелия к моменту остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 90 К. Какова масса поршня? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплотой с цилиндром и поршнем.
В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится ацетон при температуре кипения \(t = 56 ^\circ C\) . При сообщении ацетону количества теплоты \(Q\) часть его превращается в пар, который, при изобарном расширении, совершает работу \(A\). Удельная теплота парообразования бензола \(524~кДж/кг\), его молярная масса \(58 \cdot 10^{-3} кг /моль\). Какая часть подведённого к ацетону количества теплоты переходит в работу? Объёмом жидкого ацетона пренебречь.
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится одноатомный идеальный газ. В начальном состоянии поршень массой \(M\) и площадью основания \(S\) покоится на высоте \(h\), опираясь на выступы (см. рис. 1). Давление газа \(p_0\) равно внешнему атмосферному. Какое количество теплоты \(Q\) нужно сообщить газу при медленном его нагревании, чтобы поршень оказался на высоте \(H\) (см. рис. 2)? Тепловыми потерями пренебречь.
Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3–4, график которого изображён на рисунке в координатах \(p - T\). Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ или отдаёт положительное количество теплоты в процессах 1–2–3–4.
