Задание 9 ЕГЭ по физике · задача c775FB
В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 моль гелия. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса гелия в цилиндре постоянна. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния гелия.
| 1) | При медленном повышении температуры объём, занимаемый гелием, увеличивается. | |
| 2) | При медленном повышении температуры давление гелия в сосуде увеличивается. | |
| 3) | Если на поршень насыпать некоторое количество песка, не меняя температуры гелия, то давление гелия после того, как система придёт в равновесие, будет равно первоначальному давлению. | |
| 4) | При медленном понижении температуры сила давления гелия на поршень не изменяется. | |
| 5) | При сжатии гелия в цилиндре внешние силы совершают отрицательную работу. |
Показать ответ и разбор
Разбор
1) Верно. При $P = const$ из уравнения состояния $V = nRT/P$ объём прямо пропорционален температуре — при нагревании поршень поднимается и объём растёт.
2) Неверно. Давление остаётся постоянным, оно не зависит от температуры в этом процессе.
3) Неверно. Добавление песка увеличивает силу, прижимающую поршень, значит, равновесное давление газа вырастет.
4) Верно. Сила давления на поршень $F = P\cdot S. P$ постоянно, площадь S не меняется — значит, и сила остаётся прежней, даже если температура падает и объём уменьшается.
5) Неверно. При сжатии внешние силы толкают поршень внутрь, совершая положительную работу над газом.