Логарифмичес… — Задание 10 ЕГЭ по математике №00042028
Логарифмические уравнения и неравенства
№2. Задание 10
ID: 00042028
Водолазный колокол, содержащий $\nu=5$ молей воздуха при давлении $p_1=1{,}4$ атмосферы, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного давления $p_2$. Работа, совершаемая водой при сжатии воздуха, определяется выражением $A=\alpha\nu T\log_2\dfrac{p_2}{p_1}$, где $\alpha=8{,}5\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}$ — постоянная, $T=300$ К — температура воздуха. Найдите, какое давление $p_2$ (в атм) будет иметь воздух в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа в $25\,500$ Дж.
Источник: Сборник Ященко 2027
Решение
Работа выражается через логарифм отношения давлений: $A=\alpha\nu T\log_2\dfrac{p_2}{p_1}$. Сначала посчитаем множитель перед логарифмом:
$$\alpha\nu T=8{,}5\cdot5\cdot300=42{,}5\cdot300=12\,750.$$
Подставим работу $25\,500$ Дж:
$$12\,750\cdot\log_2\dfrac{p_2}{1{,}4}=25\,500.$$
Разделим обе части на $12\,750$:
$$\log_2\dfrac{p_2}{1{,}4}=\dfrac{25\,500}{12\,750}=2.$$
По определению логарифма: $\log_2 X=2$ означает, что $X=2^2=4$. Значит,
$$\dfrac{p_2}{1{,}4}=4\ \Rightarrow\ p_2=4\cdot1{,}4=5{,}6\ \text{атм}.$$
Проверка: $\log_2\dfrac{5{,}6}{1{,}4}=\log_2 4=2$, и $12\,750\cdot2=25\,500$ Дж. Верно. И по смыслу всё сходится: воздух сжимали, поэтому конечное давление $5{,}6$ атм больше начального $1{,}4$ атм.
Ответ
Другие задания по теме «Логарифмические уравнения и неравенства» (8)
- Задание 10 №00042041 — Для обогрева помещения, температура в котором поддерживается на уровне T индекс…
- Задание 10 №00042040 — Для обогрева помещения, температура в котором поддерживается на уровне T индекс…
- Задание 10 №00042029 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 3 моля воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041756 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 5 моль воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041755 — В телевизоре ёмкость высоковольтного конденсатора C равно 8 умножить на 10 в…
- Задание 10 №00041752 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 8 моль воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041747 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 3 моль воздуха объёмом V индекс 1 равно…
- Задание 10 №00013850 — Водолазный колокол, содержащий ν = 2 моль воздуха объёмом V1 = 120 л, медленно…