Тема №10 МКТ и Термодинамика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

01 Молекулярно-кинетическая теория

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №10 мкт и термодинамика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#65194Максимум баллов за задание: 2

1 моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах $p− V$ , где $p$ – давление газа, $V$ – объём газа. Как изменяются плотность газа в ходе процесса 1-2 и абсолютная температура $T$ газа в ходе процесса 2-3? Масса газа остаётся постоянной.

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|----------------|--------------------------| | П лотность газа |А бсолю тная температура газа | |в ходе процесса 1-2---в ходе процесса 2- 3---| --------------------------------------------|

Показать ответ и решение

Формула плотности имеет вид:

m ρ= -V ,

где $m$ – масса газа, $V$ – объём газа.

Так как в процессе 1-2 объём уменьшается, то плотность увеличивается.

В процессе 2-3 объём постоянен, тогда по закону Шарля:

p-= const T

Так как давление уменьшается, то уменьшается и температура.

Ответ: 12

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#65305Максимум баллов за задание: 2

В цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится газ (см. рисунок).

Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Из сосуда медленно выпускается половина массы газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате этого давления газа и сила, действующая на дно сосуда со стороны газа? Масса газа пренебрежимо мала по сравнению с массой поршня.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------|-----------------------| | Давление газа |Сила, действую щая на дно | | сосуда со стороны газа | |-------------|-----------------------| --------------------------------------|

Показать ответ и решение

Так как поршень подвижный (не закреплен), то процесс будет происходить при постоянном давлении.
Сила давления равна

F = pS,

где $p$ – давление газа, $S$ – площадь дна сосуда.
Так как обе величины постоянны, то и сила давления не изменяется

Ответ: 33

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#84721Максимум баллов за задание: 2

В сосуде неизменного объёма находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль первого газа. Температура в сосуде поддерживалась неизменной. Как изменились в результате парциальное давление первого газа и суммарное давление смеси газов?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------|---------------| |Парциальное давление|Д авление см еси | | первого газа | газов | |-------------------|---------------| ------------------------------------|

Источники: Демоверсия 2023

Показать ответ и решение

Уравнение состояния газа:

pV = νRT,

где $p$ — давление газа, $V$ — объем, занимаемый газом, $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура.
Когда выпустили половину смеси, то каждого газа уменьшилось на 1 моль, добавили 1 моль первого газа, то есть количество первого газа не изменилось и давление не изменилось.
Количество вещества в сосуде в итоге уменьшилось, следовательно, суммарное давление смеси газов уменьшилось

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#92300Максимум баллов за задание: 2

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе $1 − 2− 3$ , график которого изображён на рисунке в координатах $p− V$ , где $p$ – давление газа, $V$ – объём газа. Как изменяются абсолютная температура газа $T$ в ходе процесса 1-2 и плотность газа $ρ$ в ходе процесса 2-3? Масса газа остаётся постоянной.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|---------------------------------|---------------------------------| |Абсолю тная температура газа в ходе П лотн ость газа в ход е проц&#x04 |----------в-процесса-1- 2-----------|---------------------------------| | | | --------------------------------------------------------------------

Показать ответ и решение

В процессе 1-2 давление постоянно, тогда по закону изобарного процесса:

V T-= const,

так как объем увеличивается, то увеличивается и температура.

Формула плотности имеет вид:

ρ= m-, V

где $m$ – масса газа, $V$ – объём газа.
Так как в процессе 2-3 объём не меняется, то плотность тоже не меняется.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#96095Максимум баллов за задание: 2

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Из сосуда медленно выпускается половина массы газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате этого объём газа и сила, действующая на поршень со стороны газа?

|----------|------------------------| |Объём газа | Сила, действующ ая | |----------|на-порш-ень со стороны-газа ------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Расставив все силы, действующие на поршень, можно увидеть, что сила тяжести уравновешивает силу давления газа, следовательно, сила давления и давление постоянны.
Выразим объем из уравнения Менделеева-Клапейрона:

V = mRT-- Mp

Учитывая, что температура и давление постоянны, а масса газа уменьшается, то можно сделать вывод, что объем уменьшается.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#102054Максимум баллов за задание: 2

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена водородом. Как изменяется с высотой при быстром подъёме объём водорода и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул водорода? Оболочку считать теплоизолирующей.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------|----------------------------------| |О бъём водорода|Средняя кинетическая энергия теплового | | движения м олекул водорода | |---------------|----------------------------------| ---------------------------------------------------|

Источники: ЕГКР 2025.№3

Показать ответ и решение

Процесс адиабатический (быстрый). При увеличении высоты, атмосфера становится все более разреженной, ее внешнее давление уменьшается, поэтому оболочка шара в объеме будет увеличиваться, а внутренне давление уменьшаться.

Средняя кинетическая энергия молекул

¯Ek = 3kT. 2

Т.к. процесс адиабатический и объём увеличивается, то значит и внутренняя энергия уменьшается, а, значит, и температура уменьшается.

0= ΔU + A.

Поэтому и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул уменьшается.

Ответ: 12

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#103105Максимум баллов за задание: 2

В сосуде неизменного объёма находится идеальный газ. Как изменятся плотность газа и количество вещества газа в сосуде, если часть газа выпустить из сосуда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------|-----------------------| |Плотность газа-Количество вещества-газа| ---------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

Плотность — 2
1) Плотность газа:

m ρ= -V ,

где $m$ — масса газа.
Так как объем газа не изменяется, а его масса уменьшается, то плотность газа также уменьшается.
Количество вещества — 2
2) Так как из сосуда выпустили часть газа, то количество вещества уменьшилось.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#110403Максимум баллов за задание: 2

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилось

2) уменьшилось

3) не изменилось

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------|---------------| |Парциальное давление|Д авление см еси | | первого газа | газов | |-------------------|---------------| ------------------------------------|

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

Уравнение состояния газа:

pV = νRT,

где $p$ — давление газа, $V$ — объем, занимаемый газом, $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура.

Когда выпустили половину смеси, то количество первого газа уменьшилось, поэтому и парциальное давление первого газа уменьшилось.

Количество вещества в сосуде в итоге уменьшилось, следовательно, суммарное давление смеси газов уменьшилось.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#110406Максимум баллов за задание: 2

В результате некоторого процесса, совершаемого с постоянным количеством газа, давление газа в сосуде увеличивается в 3 раза, а плотность газа увеличивается в 2 раза.
Как в результате этого изменяются объём газа и температура газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.

|----------------|----------------| |Концентрация газа|Т-ем-пература газа | | | ----------------------------------

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

Формула плотности имеет вид:

m ρ= -V ,

где $V$ – объём газа.
При этом $m =const$ , то есть для увеличения плотности в 2 раза объём должен уменьшится в 2 раза.
Концетрация газа вычисляется же

n= N. V

Т.к. объём уменьшается, то концетрация увеличивается. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

mRT pV = -μ--,

где $p$ – давление, $T$ – температура газа, $μ$ – молярная масса.
Откуда

T = μp-. R ρ

Одновременное увеличение давления газа в сосуде в 3 раза и увеличивается плотности газа в 2 раза должно привести к увеличению температуры в 1,5 раза.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#119086Максимум баллов за задание: 2

В герметичном сосуде под подвижным поршнем находится идеальный газа. Как изменяется концентрация и количество вещества газа в сосуде, если уменьшить его объём?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|------------------------|----------------------| |Концентрация молекул газа|Количество-вещ-ества газа ------------------------------------------------|

Показать ответ и решение

Концентрация молекул:

N n= V ,

где $N$ — количество молекул газа в объеме $V$ .
Так как $N = const$ , а объём $V$ уменьшается, то концентрация увеличивается.
Количество вещества:

ν = m, μ

где $m$ – масса газа, $μ$ – молярная масса газа.
Так как масса газа не изменилась, то и количество вещества не изменилось.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 31#119087Максимум баллов за задание: 2

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Газ нагревают. Как изменятся в результате этого давление газа и действующая на шарик сила Архимеда? Атмосферное давление неизменно.

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|------------|--------------| |Давление газа|С ила Архимеда| |------------|--------------| -----------------------------

Показать ответ и решение

Поскольку поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения, давление газа не изменится.
Уравнение состояния газа:

pV =νRT

где $ν$ — количество вещества, $T$ — температура в Кельвинах, $p$ — давление газа, $V$ — объем, занимаемый газом, $R$ — универсальная газовая постоянная.
Так как $p = const$ , температура газа увеличивается, то объём увеличивается. Плотность газа

ρ= m-, V

где $m$ – масса газа.
То есть плотность уменьшается.
Сила Архимеда равна:

FАрх = ρgVш,

где $g$ — ускорение свободного падения, $Vш$ — объем шарика.
Так как плотность уменьшается, то сила Архимеда уменьшается.

Ответ: 31

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 32#119088Максимум баллов за задание: 2

Объём сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое, выпустив половину газа и поддерживая температуру в сосуде постоянной. Как изменились при этом давление газа в сосуде и его внутренняя энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------|-----------------------------| |Давление газа-в сосуде|В-нутренняя-энергия-газа в-сосуде ---------------------------------------------------

Показать ответ и решение

Температура постоянна $T = const$ , объём газа уменьшился в 2 раза, количество вещества уменьшилось в 2 раза.
Уравнение состояния газа:

pV =νRT

где $ν$ — количество вещества, $T$ — температура в Кельвинах, $p$ — давление газа, $V$ — объем, занимаемый газом, $R$ — универсальная газовая постоянная.
Давление газа будет постоянно.
Внутренняя энергия равна

U = 3νRT, 2

так как количество вещества уменьшается в 2 раза, то внутренняя энергия уменьшается.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 33#119089Максимум баллов за задание: 2

Детский тёмно-зелёный воздушный шик надули в тени под деревом, а затем вынесли на солнечный пляж. Как начали при этом изменяться объём воздуха в шарике и средняя кинетическая энергия молекул в шарике? Оболочка шарика тонкая, упругая и мягкая.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------|-------------------| |Объём воздуха в шарике|Средняя кинетическая| | | энергия молекул | |---------------------|-------------------| -------------------------------------------

Показать ответ и решение

Когда шарик выносят на пляж, его температура увеличится. Среднюю кинетическую энергию можно найти по формуле:

3 Ek = 2kT,

где $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — абсолютная температура газа.
Так как температура увеличивается, то $Ek$ также увеличивается.
Из-за нагревания шарик надувается и объём увеличивается.
Давление газа уравновешивает давление атмосферы и давление сил упругости шарика:

pгаза = pатм+ pупр.

В процессе атмосферное давление не изменяется, а из-за того, что шарик начинает надуваться, то давление сил упругости увеличивается (чем больше деформация шарика, тем больше силы упругости, тем больше давление сил упругости), то есть давление газа также увеличивается.

Ответ: 11