Задание 9 ЕГЭ по физике · задача FB12B6

Тема: 2.2 Термодинамика · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две равные части. В первую часть сосуда поместили некоторое количества аргона при температуре 328 К, а во вторую $-$ такое же количество аргона при температуре 15 °С.

Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с аргоном при переходе к тепловому равновесию.

	Внутренняя энергия газа в первой части сосуда увеличилась.
	Температура газа во второй части сосуда повысилась.
	При теплообмене газ в первой части сосуда отдавал положительное количество теплоты, а газ во второй части сосуда его получал.
	Через достаточно большой промежуток времени температура газов в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 25 ° С.
	В результате теплообмена газ в первой части сосуда совершил положительную работу.

Решить в тренажёре с автопроверкой →

Показать ответ и разбор

Ответ: 23 (верны: 2, 3)

Разбор

Сосуд теплоизолирован и герметичен, перегородка неподвижна, поэтому объёмы обеих частей постоянны — процессы изохорные.

Температуры: 328 К и $15 °C = 288$ К. Аргон — одноатомный идеальный газ, внутренняя энергия $U = (3/2)nRT$ зависит только от температуры.

При теплообмене через проводящую перегородку температуры выравниваются. Поскольку n и V одинаковы, а суммарная внутренняя энергия сохраняется, итоговая температура $T = (328 + 288)/2 = 308$ К $= 35 °C$.

Разберём утверждения:
1. Во второй части температура ниже, поэтому газ там нагревается, а в первой — остывает. Внутренняя энергия в первой части уменьшается.
2. Температура во второй части действительно повышается.
3. Первая часть отдаёт теплоту (Q < 0 для неё), вторая получает (Q > 0).
4. Равновесная температура 35 °C, а не 25 °C.
5. Объёмы фиксированы, поэтому работа газа равна нулю.

Верные утверждения — 2 и 3.