Задание 9. МКТ, термодинамика. Изменение физических величин в процессах. ЕГЭ 2027 по физике

За это задание ты можешь получить 2 балла. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 59.4%
Ответом к заданию 9 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Алгоритм решения задания 9:

  1. Определи, к какому кругу явлений относится описанная ситуация: модель строения вещества, идеальный газ (МКТ/термодинамика), изопроцессы, пары и влажность, фазовые переходы.
  2. Зафиксируй используемую модель: «идеальный газ в МКТ», «идеальный газ в термодинамике», «насыщенный/ненасыщенный пар», «фазовый переход».
  3. Выпиши физические величины, которые фигурируют в описании процесса (например, p, V, T, n, N, ν, плотность/давление пара), и отметь, какие из них заданы/изменяются/сохраняются.
  4. Выбери закон/соотношение для анализа: основное уравнение МКТ (связь давления и кинетической энергии), связь температуры и средней кинетической энергии, уравнение p = nkT, закон Дальтона, условия изопроцессов, качественные зависимости для насыщенного пара, определения для влажности.
  5. Если описан изопроцесс, установи, какая величина постоянна (T, V или p), и используй соответствующее соотношение для анализа изменения остальных величин.
  6. Если описан фазовый переход (испарение/конденсация/кипение/плавление/кристаллизация), выдели, какие изменения агрегатного состояния происходят, и укажи, как при этом происходит преобразование энергии.
  7. Сформулируй итоговый вывод об изменении физических величин и/или о характере процесса так, чтобы он напрямую следовал из выбранной модели и законов.

Задачи для практики

Задача 1

Давление насыщенного водяного пара при 24◦С равно 22,4 мм рт. ст., а при 13◦С — 11,23 мм рт. ст. Определите относительную влажность воздуха при температуре 24◦С, если точка росы равна 13◦С. Ответ выразите в процентах и округлите до целых. Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$p_{н.п.24°C}=22.4$мм.рт.ст.

$p_{н.п.13°C}=11.23$мм.рт.ст.

$ϕ_{24°C}-?$

Решение:

Если точка росы 13°C, значит парциальное давление данного водяного пара равно давлению насыщенного водяного пара при температуре 13°C: $p_{24°C}=p_{н.п.13°C}$. Тогда влажность воздуха при температуре 24°C: $ϕ_{24°C}={p_{24°C}}/{p_{н.п.24°C}}·100%={p_{н.п.13°C}}/{p_{н.п.24°C}}·100%={11.23}/{22.4}·100%=50%$

Ответ: 50
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 2

Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 40%. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объём в три раза. Какова стала относительная влажность воздуха? Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$ϕ_{отн}=40%$

$T=const$

$V_2 < V_1$

$V_2={V_1}/{3}$

$ϕ_{отн}-?$

Решение:

Насыщенный пар подчиняется уравнению Менделеева-Клайперона: $ϕ={n}/{n_{нп}}·100%; n_{нп}$ - не изменяется ($T=const$)

$n=0.4n_{нп}$, следовательно, уменьшение в 3 раза приведет к увеличению $n=1.2=n_{нп}$, но $n=n_{нп}$ это максимум (насыщенный пар).

Ответ: 100
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 3

На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщённого количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня два верных утверждения и укажите их номера.

  1. Температура плавления второго тела в 2 раза больше, чем у первого.
  2. Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии в 2 раза больше, чем первого.
  3. Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем первого.
  4. Удельная теплота плавления второго тела меньше удельной теплоты плавления первого.
  5. Удельная теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии первого тела меньше, чем второго.
Решение

Для определения ответов необходимо проанализировать график. По которому видно, что момент второго перегона в графике номер 2 начинается раньше соответственно удельная теплота плавления 2 тела меньше первого, а удельная теплоемкость 1-го меньше, чем второго в 3 раза.

Ответ: 34
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 4

На рисунке приведён график зависимости температуры воды t от времени процесса τ при нормальном атмосферном давлении. На основании анализа этого графика выберите все верные утверждения.

  1. В процессе, соответствующем участку CD, внутренняя энергия пара уменьшается.
  2. Участок AB соответствует процессу нагревания воды.
  3. Точка D соответствует газообразному состоянию воды.
  4. В процессе, соответствующем участку EF, внутренняя энергия системы «вода – пар» увеличивается.
  5. В точке K вода находится в твёрдом состоянии (лёд).
Решение

1) Температура на участке CD растёт, значит внутренняя энергия увеличивается. 1 - неверно.

2) Так как изначально нам была дана вода (в жидком состоянии), то участок АВ соответствует нагреву воды (температура растёт). 2 - верно.

3) В процессе BC вода превратилась в пар, поэтому любая точка участков CD и DE, в том числе и точка D, соответствуют газообразному состоянию воды. 3 - верно.

4) Процесс EF - конденсация. В процессе конденсации внутренняя энергия вещества уменьшается. 4 - неверно

5) Точка K - это то же состояние, что и точка A, это жидкое состояние. 5 - неверно

Ответ: 23
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 5

Графики зависимости температуры двух тел A и B равной массы от времени приведены на рисунке. Первоначально они находились в жидком состоянии. Из приведённого ниже списка на основании анализа графиков выберите два верных утверждения.

  1. Удельная теплоёмкость тела A в жидком состоянии больше удельной теплоёмкости тела B в жидком состоянии.
  2. Удельная теплоёмкость тела A в жидком состоянии меньше удельной теплоёмкости тела B в жидком состоянии.
  3. При кристаллизации тела A выделится больше энергии, чем тела при кристаллизации B.
  4. При кристаллизации тела A выделится меньше энергии, чем тела при кристаллизации B.
  5. Температура кристаллизации тела A меньше, чем тела B.
Решение

Удельная теплоемкость тела А в жидком состоянии больше удельной теплоемкости тела В в жидком состоянии, т.к. за одинаковый промежуток времени от 0 до С температура тела А изменилась меньше, чем тела В (1- верно).

При кристаллизации тела А выделится больше энергии, чем при кристаллизации тела В, т.к. кристаллизация тела А идет больше по времени, чем кристаллизация тела В (3-верно).

Ответ: 13
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 6

Парциальное давление водяного пара в 1,25 раза меньше, чем давление насыщенного пара при той же температуре. Чему равна относительная влажность воздуха? Ответ выразите в (%).

Решение

Дано:

$p_п=p$

$p_н=1.25p$

$ϕ-?$

Решение:

Относительная влажность воздуха определяется как: $ϕ={p_п}/{p_н}·100%$, где $p_п$ - парциальное давление газа; $p_н$ - давление насыщенного газа при той же температуре, тогда имеем: $ϕ={p_п}/{p_н}·100%={p·100%}/{1.25p}=80%$

Ответ: 80
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 7

На рисунке показана зависимость давления от объёма идеального газа в циклическом процессе. (процесс C-D изотермический) Из приведённого ниже списка на основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.

  1. В процессе B–C температура газа уменьшается.
  2. Наибольшую работу газ совершает в процессе A–B.
  3. В процессе C–D внутренняя энергия газа не меняется.
  4. В процессе A–B температура газа растёт.
  5. В процессе A–D работа газа равна нулю.
Решение

1) В процессе В-С температура газа возрастает (не подходит).

2) В процессе А-В работа газа равна нулю, т.к. процесс изохорный $V_A=V_B$ (не подходит).

3) Процессе C-D изотермический, значит, внутренняя энергия газа не меняется, т.к. внутренняя энергия есть функция температуры $U={i}/{2}υRT$ (подходит).

4) В процессе А-В температура газа возрастает, т.к. ${p_A}/{T_A}={p_B}/{T_B}⇒p_A·T_B=p_B·T_A⇒T_B > T_A$ (подходит).

5) В процессе A-D объём газа меняется, а значит работа отлична от нуля (не подходит)

Ответ: 34
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 8

На рисунке показана зависимость давления от температуры идеального газа в циклическом процессе. Из приведённого ниже списка на основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.

  1. Объём газа наибольший в состоянии 4.
  2. Процесс 3–4 изохорный.
  3. В процессе 1–2 внутренняя энергия газа не изменяется.
  4. В процессе 4–1 объём газа уменьшается.
  5. В процессе 2–3 газ отдаёт теплоту.
Решение

Воспользуемся методом исключения.

2) Процесс 3-4 не является изохорным, т.к. изохора в координатах p-T или ее продолжение, должна проходить через точку О (не подходит).

3) В процессе 1-2 внутренняя энергия газа повышается, т.к. температура увеличивается ($T_2 > T_1$), а внутренняя энергия есть функция температуры: $U={i}/{2}υRT$ (не подходит).

5) В процессе 2-3 газ получает теплоту, т.к. температура газа в данном процессе увеличивается $T_3 > T_2$ (не подходит).

Ответ: 14
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 9

Смешали холодную и горячую воду. На рисунке приведён график зависимости температуры t◦ воды от времени τ . Теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал. Используя данные графика, выберите из приведённого ниже списка два верных утверждения.

  1. Количество теплоты, отданное горячей водой, больше количества теплоты, полученного холодной водой.
  2. Масса горячей воды больше массы холодной воды.
  3. Изменение температуры холодной воды меньше, чем изменение температуры горячей воды.
  4. Удельная теплоёмкость горячей воды меньше, чем холодной.
  5. Температура t1 соответствует состоянию теплового равновесия.
Решение

По данному графику, очевидно, что масса горячей воды больше холодной, т.к. изменение температуры равновесия меньше, чем холодной воды до равновесия. А при $t_1$ наступает тепловая равновесия.

Ответ: 25
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 10

На рисунке показана зависимость давления от температуры идеального газа в циклическом процессе. На основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.

  1. В процессе B–C объём газа остаётся постоянным.
  2. Наибольшую работу газ совершает в процессе A–B.
  3. В процессе C–A работа газа равна нулю.
  4. В процессе A–B объём газа уменьшается.
  5. В процессе B–C температура газа растёт.
Решение

Поскольку ${р_в}/{Т_в}={p_c}/{T_c}=const$, то $V_в=V_c$, значит, в процессе В-С объем газа остается постоянным.

Поскольку $р_А=p_В=const$, то процесс А-В изобарный, значит, наибольшую работу газ совершает в процессе А-В.

Ответ: 12
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 11

На рисунке изображён циклический процесс, во время которого масса газа оставалась постоянной. Выберите из приведённого ниже списка все утверждения, которые соответствуют рисунку.

  1. В процессе 1 → 2 к газу тепло подводится.
  2. В процессе 1 → 2 тепло выделяется.
  3. В процессе 2 → 3 к газу тепло подводится.
  4. В процессе 2 → 3 тепло выделяется.
  5. В процессе 3 → 4 к газу тепло подводится.
Решение

1) В процессе 1-2 к газу тепло подводится, т.к. $T_2 > T_1$, поскольку ${p_1V_1}/{T_1}={p_2V_2}/{T_2}⇒V_1·T_2=V_2·T_1$, т.к. $p_1=p_2=const$, а $V_2 > V_1$, то, чтобы сохранилось равенство $T_2$ должна быть больше $T_1$.

4) Процесс 2-3 изохорный, тогда ${p_2}/{T_2}={p_3}/{T_3}⇒p_2T_3=p_3T_2⇒$, т.к. $p_2 > p_3$, то $T_3 < T_2$, значит, в процессе 2-3 тепло выделяется, т.к. температура становится ниже.

Ответ: 14
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 12

При переходе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 получили линейную зависимость концентрации молекул n от давления p. Масса газа в процессе остаётся постоянной. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих процесс 1–2.

  1. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа остаётся неизменной.
  2. Плотность газа уменьшается.
  3. Газ получает тепло.
  4. Происходит изотермическое сжатие газа.
  5. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа уменьшается.
Решение

$m=const$, т.к. $p$, $n$ увеличиваются пропорционально, происходит изотермическое сжатие. Средняя кинетическая энергия молекул газа зависит от температуры, значит она тоже остается неизменной. В процессе изотермического сжатия изменения внутренней энергии газа равно нулю, а совершаемая им работа A<0, поэтому Q <0, т.е. газ отдаёт тепло, а не получает.

Ответ: 14
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 13

Определите массу воды, взятой при температуре 40◦С, которую нагревают до температуры кипения и полностью испаряют. Необходимая для этих процессов энергия составляет 638 кДж. Ответ выразите в (г).

Удельная теплота парообразования воды $2.3·10^6$ Дж/кг, теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)

Решение

Дано:

$m-?$

$T_1=40°$

$Q_{об}=638$кДж

Решение:

$c_вm∆T+r·m=Q_{об}$ - закон теплообмена.

$m={Q_{об}}/{c_в∆T+r}={638·10^3}/{4200·60+2.3·10^6}=250$г.

Ответ: 250
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 14

Относительная влажность воздуха при 20◦С равна 69%. Каково давление насыщенных паров при 20◦С, если при этом парциальное давление водяного пара в воздухе равно 1,61 кПа? Ответ выразите в (кПа). Ответ округлите до сотых.

Решение

Дано:

$T_1=20°C$

$ϕ_{отн}=69%$

$P_{вн}=1.61$кПа

$P_{нп}-?$

Решение:

1) Из теории о влажности воздуха $ϕ_{отн}={P_{вн}}/{P_{нп}}·100%⇒P_{нп}={1.61}/{0.69}=2.33$кПа.

Ответ: 2.33
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 15

На рисунке приведён экспериментально полученный график зависимости температуры от времени при нагревании некоторого вещества. Первоначально вещество находилось в жидком состоянии. Выберите из приведённого ниже списка два утверждения, соответствующих результатам опыта.

  1. Температура кипения равна 100◦C.
  2. Теплоёмкости в жидком и газообразном состоянии одинаковы.
  3. Наибольшей внутренней энергией вещество обладает в точке D.
  4. Наименьшей внутренней энергией вещество обладает в точке D.
  5. В точке D вещество находится в газообразном состоянии.
Решение

1) Температура кипения определяется по графику, она равна 80 (1-неверно)
2) Теплоёмкости в жидком и газообразном состоянии отличаются, так как наклон графиков нагревания жидкости и нагревания газа разный
3), 4) Наибольшая внутренняя энергия будет при наибольшей температуре (3 - верно, 4 - неверно)
5) Т.к. изначально вещество находилось в жидком состоянии, то АВ - это нагревание жидкости, ВС - парообразование (кипение), а СD - нагревание газа, значит в точке D вещество в газообразном состоянии (5-верно)

Ответ: 35
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 16

На диаграмме pV показан процесс перехода одноатомного идеального газа из состояния 1 в состояние 3. Из приведённого ниже списка на основании анализа этого процесса выберите все верные утверждения.

  1. В процессе 2–3 температура газа повышается.
  2. В процессе 2–3 газ совершает положительную работу.
  3. В процессе 1–2 внутренняя энергия газа понижается.
  4. В процессе 2–3 газ отдаёт тепло.
  5. Количество теплоты, полученное газом в процессе 1–2, идёт только на совершение работы.
Решение

1) В процессе 2-3 температура повышается, поскольку ${p_2V_2}/{T_2}={p_3V_3}/{T_3}⇒p_0·4V_0·T_3=4p_0·4V_0·T_2, T_3=4T_2,$ т.е. $T_3 > T_2$ (подходит).

2) Процесс 2-3 изохорный, т.е. $∆V=0$ и работа газа $A=p·V∆=0$ (не подходит).

3) Процесс 1-2 изотермический, значит, внутренняя энергия не меняется (не подходит).

4) В процессе 2-3 газ получает тепло, т.к. $T_3 > T_2$ (не подходит).

5) $Q=A+∆U, ∆U=0$, т.к. $∆T=0$, поскольку процесс 1-2 изотермический, то $Q=A$, т.е. количество теплоты, полученное газом в процессе 1-2 идет только на совершение работы (подходит).

Ответ: 15
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 17

Постоянную массу идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 3, как показано на рисунке. В состоянии 1 температура газа была равна 327◦C. Из приведённого ниже списка на основании анализа графика этого процесса выберите все верные утверждения.

  1. В процессе 1–2 температура газа повышается.
  2. В процессе 1–2 газ совершает положительную работу.
  3. Работа, совершённая над газом в процессе 2–3, положительна.
  4. На участке 2–3 газ получает тепло.
  5. В состоянии 3 температура газа равна 100 К.
Решение

1) В процессе 1-2 температура газа понижается: ${p_1V_1}/{T_1}={p_2V_2}/{T_2}⇒{2_{p_0}·3V_0}/{327+273}={p_03V_0}/{T_2}⇒T_2={600K}/{2}=300K$, т.к. $T_2=300K < T_1=600K$ (не подходит).

2) В процессе 1-2 работа газа равна нулю (не подходит).

3) Работа, совершенная над газом в процессе 2-3 положительна, т.к. объем газа уменьшается $V_3 < V_2$ (подходит).

4) На участке 2-3 газ отдает тепло, т.к. над газом совершается работа (не подходит).

5) ${p_3V_3}/{T_3}={p_2V_2}/{T_2}⇒{p_0·V_0}/{T_3}={p_03V_0}/{300K}⇒3T_3=300K⇒T_3=100K$ (подходит).

Ответ: 35
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 18

На рисунке показана зависимость объёма от температуры идеального газа в циклическом процессе. Из приведённого ниже списка на основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения.

  1. Наибольшее давление на стенки сосуда газ оказывает в состоянии 4.
  2. Наибольшую работу газ совершает в процессе 1–2.
  3. В процессе 1–2 работа газа равна нулю.
  4. В процессе 2–3 объём газа уменьшается.
  5. В процессе 4–1 температура газа растёт.
Решение

Воспользуемся методом исключения.

3) В процессе 1-2 работа газа не равна нулю, т.к. $A=p·∆V, ∆V≠0$, а значит, $A≠0$ (не подходит).

4) В процессе 2-3 объем газа не изменяется, т.к. $V_2=V_3$ (не подходит).

5) В процессе 4-1 температура газа уменьшается, т.к. $T_4 > T_1$ (не подходит).

Ответ: 12
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 19

На рисунке показана зависимость давления от температуры идеального газа в циклическом процессе. Из приведённого ниже списка на основании анализа этого циклического процесса выберите два верных утверждения и укажите их номера.

  1. В процессе B–C температура газа уменьшается.
  2. Наименьшую работу газ совершает в процессе A–B.
  3. В процессе C–A внутренняя энергия газа не изменяется.
  4. В процессе A–B объём газа остаётся постоянным.
  5. В процессе A–C температура газа растёт.
Решение

1. По графику видно, что температура $T_c < T_в$, следовательно, в процессе В-С температура газа уменьшается. (верно)

Процесс А-В изобарный $p_A=p_В=const$, а значит, в процессе А-В газ совершает наибольшую работу (не верно).

Процесс А-С изотермический $T_A=T_C=const$, а поскольку внутренняя энергия есть функция температуры, то в процессе С-А внутренняя энергия газа не изменяется (верно).

Ответ: 13
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 20

На pV -диаграмме изображены процессы перевода некоторой неизменной массы идеального газа из состояния 1 в состояние 3. Из приведённого ниже списка на основании анализа графика этого процесса выберите два верных утверждения.

  1. Начальная (T1) и конечная (T3) температуры связаны между собой соотношением T1 = T3.
  2. Точки 1, 2 и 3 лежат на одной изотерме.
  3. При переходе газа из состояния 1 в состояние 2 внешние силы совершили положительную работу.
  4. Количество теплоты, полученное газом при переходе 1–2, равно количеству теплоты при переходе 2–3.
  5. Температура газа в состоянии 2 выше, чем в состоянии 1.
Решение

1) ${p_1V_1}/{T_1}={p_3V_3}/{T_3}⇒p_1V_1T_3=p_3V_3T_3$. Из графика видно, что $p_1=3p_0; p_3=p_0; V_1=V_0; V_3=3V_0$. Подставляя, имеем: $3p_0V_0T_3=p_03V_0T_1⇒T_1=T_3$ (подходит).

2) Точки 1 и 3 лежат на одной изотерме, точка 2 на этой изотерме не лежит (не подходит).

3) При переходе газа из состояния 1 в состояние 2 внешние силы совершили отрицательную работу, т.к. газ расширяется (не подходит).

5) ${p_1V_1}/{T_1}={p_2V_2}/{T_2}⇒p_1V_1·T_1⇒3p_0V_0·T_2=2p_0·2V_0·T_1⇒3T_2=4T_1⇒T_2={4}/{3}T_1$. Значит, температура газа в состоянии 2 выше, чем в состоянии 1 (подходит).

Ответ: 15
Показать решение
Бесплатный интенсив
Показать еще

Рекомендуемые курсы подготовки

егэ по физике физика 11 класс физика 11 класс физика акции физика с нуля
Популярные материалы
  • Без воды
  • Ламповая атмосфера
  • Крутые преподаватели

ЕГЭ 2026: бесплатный курс
по физике

На бесплатном демо-курсе ты:
  • Разберешься с термодинамикой
  • Научишься различать изопроцессы
  • Поймешь отличие графиков процессов в разных осях
  • Заберешь 5 первичных баллов на ЕГЭ
  • Порешаешь задания 7-10 из ЕГЭ
Получи бесплатный демо-доступ
Оставь заявку и займи место
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ
Нажимая на кнопку «Отправить», вы принимаете положение об обработке персональных данных.