Задание 10 ЕГЭ по физике · задача 8B2ED3

Тема: 2.1 Молекулярная физика · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Аргон помещают в открытый сверху сосуд под лёгкий подвижный поршень и начинают охлаждать. Давление воздуха, окружающего сосуд, равно 105 Па. Начальный объём газа XML:NAMESPACE PREFIX = NS0 /9 л, начальная температура 450 К. Масса газа в сосуде остаётся неизменной. Трением между поршнем и стенками сосуда пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими аргон, и формулами, выражающими их зависимость от абсолютной температуры T газа в условиях данной задачи. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
А)  объём газа V( T )
Б)  внутренняя энергия газа U( T )
   
1)  aT,   a=2⋅ 10 −5   м 3 К
2)  b T ,   b=4050  м 3 ⋅К
3)  сT,   c=20  Дж К
4)  dT,   d=3  Дж К
Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 14

Разбор

Давление газа постоянно и равно атмосферному, потому что поршень лёгкий и подвижный, а трением можно пренебречь. Для идеального газа при $p = const$ получаем V ∝ T, то есть $V(T) = aT$.
Начальные данные: $V_{0} = 9$ л $= 0,009$ м$^{3}, T_{0} = 450$ К.
$a = V_{0}/T_{0} = 0,009/450 = 2\cdot 10^{-5}$ м$^{3}/$К $\to$ подходит формула 1.

Аргон — одноатомный газ, поэтому внутренняя энергия $U = (3/2)\nu RT$.
В школьных расчётах обычно берут $R \approx 10$ Дж/(моль$\cdot$К).
$\nu = pV_{0}/(RT_{0}) = 10^{5}\cdot 0,009/(10\cdot 450) = 0,2$ моль.
Тогда $U(T) = (3/2)\cdot 0,2\cdot 10\cdot T = 3T \to$ подходит формула 4.

Таким образом, А — 1, Б — 4.
← Предыдущая задачаВсе задачи №10 (77)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 10 →