МКТ (нет в 2026) — Задание ЕГЭ по физике №00007713
МКТ (нет в 2026)
№2. Задание без номера
ID: 00007713
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 $V_0$ и находится под давлением $p_0$, равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна $T_0$. Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно $2p_0$, а его объём равен $2V_0$ (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.
Источник: ФИПИ
Решение
В конечном состоянии свободный поршень находится в равновесии, поэтому $2p_0S=p_0S+mg$. Следовательно, поршень оторвётся от выступов, когда давление газа достигнет $2p_0$.
Пока поршень лежит на выступах, объём постоянен: $V=V_0$. Из уравнения состояния при постоянном объёме $p/T=\text{const}$, поэтому при увеличении давления от $p_0$ до $2p_0$ температура возрастает от $T_0$ до $2T_0$. В осях $V(T)$ это горизонтальный отрезок от $(T_0;V_0)$ до $(2T_0;V_0)$.
После отрыва поршень медленно поднимается при постоянном давлении $2p_0$. В изобарном процессе $V/T=\text{const}$, поэтому при увеличении объёма от $V_0$ до $2V_0$ температура возрастает от $2T_0$ до $4T_0$. Это наклонный отрезок прямой от $(2T_0;V_0)$ до $(4T_0;2V_0)$.
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «МКТ (нет в 2026)» (8)
- Задание — №00026324 — На рис. 1 приведена зависимость концентрации n идеального одноатомного газа от…
- Задание — №00026322 — На рисунке изображены графики двух процессов, проведённых с идеальным газом при…
- Задание — №00026319 — На рис. 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального…
- Задание — №00026318 — Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3–4, график…
- Задание — №00026316 — На графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей…
- Задание — №00026313 — На графике представлена зависимость объёма V постоянного количества…
- Задание — №00017569 — Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом…
- Задание — №00017548 — Две порции одного и того же идеального газа изотермически расширяются при одной…