МКТ

Задание №10. МКТ и Термодинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 10

ID: 00015597

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рис.). В сосуд закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменится в результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 10 ЕГЭ по физике — МКТ

Источник: ФИПИ

Решение

Идея. Поршень свободен, поэтому давление газа задаётся равновесием поршня: $p=p_{\text{атм}}+\dfrac{mg}{S}=\text{const}$ — оно не зависит от количества газа. Архимедова сила со стороны газа на шарик $F_A=\rho_{\text{газа}}\,g\,V_{\text{шар}}$ , где $V_{\text{шар}}=\text{const}$ , а плотность газа $\rho_{\text{газа}}=\dfrac{p\mu}{RT}$ .

Шаг 1. Давление. Поршень свободен, его вес и площадь не меняются — давление остаётся прежним. Не изменится → 3.

Шаг 2. Объём. При $p=\text{const}$ и $T=\text{const}$ удвоение количества газа удваивает объём ( $V=\dfrac{\nu RT}{p}$ , $\nu$ выросло). Увеличится → 1.

Шаг 3. Сила Архимеда. $F_A\propto\rho_{\text{газа}}=\dfrac{p\mu}{RT}$ . Давление и температура не изменились — плотность газа та же, значит и сила та же. Не изменится → 3.

Ответ

133

Видеоразбор

Другие задания по теме «МКТ» (8)