Задание 9 ЕГЭ по физике · задача FB1C70
|
|
На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного разреженного аргона ( p – давление аргона, V – его объём). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, изображённые на рисунке.
| 1) | В процессе 1 объём аргона увеличился в 4 раза. | |
| 2) | В процессе 1 абсолютная температура аргона увеличилась в 3 раза. | |
| 3) | В процессе 2 плотность аргона уменьшилась в 1,5 раза. | |
| 4) | В процессе 2 концентрация молекул аргона увеличилась в 2 раза. | |
| 5) | Работа, совершённая аргоном, в процессе 2 больше, чем в процессе 1. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 23 (верны: 2, 3)
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей. Графики процессов в координатах p-V — это классика, и здесь главное не торопиться, а аккуратно «прочитать» картинку по клеточкам.
Сначала посмотрим на сами процессы. Оба они представляют собой горизонтальные отрезки. Это значит, что давление $p$ в обоих случаях остаётся постоянным. Такие процессы называются изобарными.
Введём условные единицы: пусть одна клеточка по оси объёма равна $V_0$, а по оси давления — $p_0$.
Анализируем процесс 1:
Начальное состояние: $p_1 = 3p_0$, $V_{1\text{нач}} = 2V_0$.
Конечное состояние: $p_1 = 3p_0$, $V_{1\text{кон}} = 6V_0$.
Объём увеличился в $6V_0 / 2V_0 = 3$ раза. Значит, утверждение 1 неверно.
По закону Гей-Люссака для изобарного процесса $V/T = \text{const}$. Раз объём увеличился в 3 раза, то и абсолютная температура увеличилась в 3 раза. Утверждение 2 верно.
Анализируем процесс 2:
Начальное состояние: $p_2 = 5p_0$, $V_{2\text{нач}} = 4V_0$.
Конечное состояние: $p_2 = 5p_0$, $V_{2\text{кон}} = 6V_0$.
Объём увеличился в $6V_0 / 4V_0 = 1,5$ раза.
Плотность газа $\rho = m/V$. Масса газа постоянна, объём увеличился в 1,5 раза, значит, плотность уменьшилась в 1,5 раза. Утверждение 3 верно.
Концентрация молекул $n = N/V$. Число молекул $N$ постоянно, объём увеличился, значит, концентрация уменьшилась. Утверждение 4 неверно.
Сравниваем работу:
Работа газа в изобарном процессе равна площади под графиком в координатах p-V, или вычисляется по формуле $A = p\Delta V$.
Для процесса 1: $A_1 = 3p_0 \cdot (6V_0 - 2V_0) = 3p_0 \cdot 4V_0 = 12p_0V_0$.
Для процесса 2: $A_2 = 5p_0 \cdot (6V_0 - 4V_0) = 5p_0 \cdot 2V_0 = 10p_0V_0$.
Видим, что $A_1 > A_2$. Утверждение 5 неверно.
Итак, верные утверждения — 2 и 3. Ты отлично справишься с такими заданиями, если будешь внимательно считать клеточки!
Сначала посмотрим на сами процессы. Оба они представляют собой горизонтальные отрезки. Это значит, что давление $p$ в обоих случаях остаётся постоянным. Такие процессы называются изобарными.
Введём условные единицы: пусть одна клеточка по оси объёма равна $V_0$, а по оси давления — $p_0$.
Анализируем процесс 1:
Начальное состояние: $p_1 = 3p_0$, $V_{1\text{нач}} = 2V_0$.
Конечное состояние: $p_1 = 3p_0$, $V_{1\text{кон}} = 6V_0$.
Объём увеличился в $6V_0 / 2V_0 = 3$ раза. Значит, утверждение 1 неверно.
По закону Гей-Люссака для изобарного процесса $V/T = \text{const}$. Раз объём увеличился в 3 раза, то и абсолютная температура увеличилась в 3 раза. Утверждение 2 верно.
Анализируем процесс 2:
Начальное состояние: $p_2 = 5p_0$, $V_{2\text{нач}} = 4V_0$.
Конечное состояние: $p_2 = 5p_0$, $V_{2\text{кон}} = 6V_0$.
Объём увеличился в $6V_0 / 4V_0 = 1,5$ раза.
Плотность газа $\rho = m/V$. Масса газа постоянна, объём увеличился в 1,5 раза, значит, плотность уменьшилась в 1,5 раза. Утверждение 3 верно.
Концентрация молекул $n = N/V$. Число молекул $N$ постоянно, объём увеличился, значит, концентрация уменьшилась. Утверждение 4 неверно.
Сравниваем работу:
Работа газа в изобарном процессе равна площади под графиком в координатах p-V, или вычисляется по формуле $A = p\Delta V$.
Для процесса 1: $A_1 = 3p_0 \cdot (6V_0 - 2V_0) = 3p_0 \cdot 4V_0 = 12p_0V_0$.
Для процесса 2: $A_2 = 5p_0 \cdot (6V_0 - 4V_0) = 5p_0 \cdot 2V_0 = 10p_0V_0$.
Видим, что $A_1 > A_2$. Утверждение 5 неверно.
Итак, верные утверждения — 2 и 3. Ты отлично справишься с такими заданиями, если будешь внимательно считать клеточки!