Задание 9 ЕГЭ по физике · задача AF151F
|
|
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс a → b → c , pV -диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса.
| 1) | На участке b → c масса пара уменьшается. | |
| 2) | На участке a → b к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты. | |
| 3) | В точке c водяной пар является насыщенным. | |
| 4) | На участке a → b внутренняя энергия капли уменьшается. | |
| 5) | На участке b → c внутренняя энергия пара уменьшается. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 24 (верны: 2, 4)
Разбор
В сосуде пар и капля воды, $T=$const. Участок $a\to b$: $p = 2p_0 = p_\text{нас}$ (горизонталь), объём растёт $\Rightarrow$ капля испаряется. Участок $b\to c$: $pV = $const (изотерма идеального газа) $\Rightarrow$ пар уже ненасыщенный, вся жидкость испарилась. 2: на $a\to b$ пар расширяется (совершает работу) и идёт испарение (растёт внутренняя энергия вещества) $\Rightarrow Q > 0$ — теплота подводится — верно. 4: на $a\to b$ капля уменьшается по массе $\Rightarrow$ её внутренняя энергия уменьшается — верно. 1 неверно: на $b\to c$ масса пара постоянна (конденсации нет). 3 неверно: в точке $c$ пар ненасыщенный (шёл по закону Бойля). 5 неверно: на $b\to c$ $T=$const $\Rightarrow$ внутренняя энергия идеального газа не меняется. Ответ: 24.
Типичные ошибки: переводить $^\circ$C в кельвины в $pV = \nu RT$; в осях $p$–$T$ и $V$–$T$ прямая через начало координат — изохора/изобара; концентрация $n = N/V$, плотность $\rho = n m_0$; для влажного воздуха учитывать и парциальное давление сухого воздуха, и давление пара; при насыщении избыток пара конденсируется, $p = p_\text{нас} = \text{const}$; $\overline{E_k} = \tfrac32 kT$, $\upsilon_\text{кв} = \sqrt{3kT/m_0}$.
Типичные ошибки: переводить $^\circ$C в кельвины в $pV = \nu RT$; в осях $p$–$T$ и $V$–$T$ прямая через начало координат — изохора/изобара; концентрация $n = N/V$, плотность $\rho = n m_0$; для влажного воздуха учитывать и парциальное давление сухого воздуха, и давление пара; при насыщении избыток пара конденсируется, $p = p_\text{нас} = \text{const}$; $\overline{E_k} = \tfrac32 kT$, $\upsilon_\text{кв} = \sqrt{3kT/m_0}$.