Самообразование
Главная > ОГЭ, ЕГЭ Математика, Физика 2016 > ЕГЭ 2016 Физика. Демоверсия

Задание 28. ЕГЭ 2016 Физика. Демоверсия. Решение. Ответ.

Задание 28. В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится идеальный газ. В первоначальном состоянии 1 поршень опирается на жёсткие выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (рис. 1), а газ занимает объём V0 и находится под давлением р0, равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна Т0. Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно 2р0, а его объём равен 2V0 (рис. 2). Количество вещества газа при этом не меняется. Постройте график зависимости объёма газа от его температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение.

1. Уравнение Клайперона-Менделеева для состояний газа в 1 и 2 будут иметь вид:

откуда получаем

.

2. Рассмотрим силы, приложенные к поршню, когда он уже не опирается на выступы на стенках цилиндра (см. рисунок ниже).

Очевидно, что сила тяжести, равная  и сила, действующая со стороны атмосферы , постоянны и направлены вниз. Учитывая, что поршень перемещается медленно, силу давления на поршень будем считать постоянной и равной , где  - площадь горизонтального сечения поршня. Так как площадь  постоянна, то и  также постоянно. При  получаем изобарный процесс при . Температура начала этого процесса  найдем из системы уравнений

откуда получаем

.

3. На отрезке температур  процесс нагревания газа изохорный (), давление газа с ростом его температуры при нагревании увеличивается от  до .

Ответ: а) при  ; б) при  объем газа меняется от  до  по закону .

График, изображающий зависимости из п. а) и б), представляет собой ломаную линию

Автор: С.М. Балакирев
Формат книги: pdf
Дата написания: 2017 г.
Объем: 70 стр.
Темы раздела