МКТ (нет в 2026) — Задание ЕГЭ по физике №00014112
МКТ (нет в 2026)
№2. Задание без номера
ID: 00014112
В комнате при температуре $T_0 = 18$ °C и давлении $p_0 = 10^5$ Па находится горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с хорошо проводящими теплоту гладкими стенками, закрытый подвижным поршнем (см. рисунок). Внутри сосуда находится одноатомный газ, а также термометр и барометр. В комнате протопили печь, и температура воздуха медленно увеличилась до $T = 24$ °C. Будет ли во время нагревания смещаться поршень, и если да, то в какую сторону? Как будут изменяться показания приборов? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.

Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$T_0=18$ °C, $p_0=10^5$ Па, $T=24$ °C, стенки теплопроводящие, поршень подвижный без трения
Найти:
направление смещения поршня и изменение показаний приборов
Решение:
Шаг 1. Температура. Стенки хорошо проводят теплоту, поэтому газ непрерывно находится в тепловом равновесии с воздухом комнаты. При медленном нагревании его температура поднимается так же, как комнатная — до 24 °C. Термометр показывает рост температуры.
Шаг 2. Давление. Комната негерметична, давление в ней остаётся атмосферным $p_0$. Поршень свободен, поэтому давление газа равно атмосферному. Барометр показывает неизменное давление $p_0$.
Шаг 3. Объём. Давление газа постоянно — это изобарный процесс. По закону Гей-Люссака $\dfrac{V}{T}=\text{const}$. Раз температура растёт, объём тоже растёт, и поршень выдвигается наружу (в сторону увеличения объёма).
Итог. Термометр — рост до 24 °C; барометр — без изменений ($p_0$); поршень смещается наружу.
Ответ
1. Стенки сосуда хорошо проводят теплоту, поэтому газ всё время находится в тепловом равновесии с воздухом комнаты, и его температура повышается вместе с комнатной — до 24 °C. Термометр покажет повышение температуры.
2. Комната негерметична, поэтому давление воздуха в ней остаётся атмосферным $p_0$. Поршень подвижен и невесом по сравнению с давлением, поэтому давление газа равно атмосферному и не меняется. Барометр покажет прежнее давление $p_0$.
3. Давление газа постоянно, значит процесс изобарный. По закону Гей-Люссака $\dfrac{V}{T}=\text{const}$: при росте температуры объём газа увеличивается, поэтому поршень сместится в сторону увеличения объёма (наружу).
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…