Global EE

Термодинамика (нет… — Задание ЕГЭ по физике №00017049

Задание №29. №21. Качественная Задача (нет в 2026)

Термодинамика (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00017049

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре $t_0$ долгое время находится только вода и её пар. Масса жидкости равна массе пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на $pV$-диаграмме (см. рисунок).

Медленно перемещая поршень, объём $V$ под поршнем изотермически увеличивают от $V_0$ до $6V_0$. Постройте график зависимости давления $p$ в цилиндре от объёма $V$ на отрезке от $V_0$ до $6V_0$. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались.

Рисунок к заданию ЕГЭ по физике — Термодинамика (нет в 2026)

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Система долго стояла закрытой, значит над водой насыщенный пар. Его фишка: при постоянной температуре давление не меняется с объёмом — пока есть жидкость, она доиспаряется и держит давление на одном уровне. Как только жидкость закончится, пар становится обычным газом и переходит на закон Бойля–Мариотта.

Шаг 1. Где кончится жидкость

Жидкость занимает ничтожный объём (её плотность огромна по сравнению с паром), поэтому практически весь начальный $V_0$ — это пар. Объём насыщенного пара пропорционален его массе. Здесь масса жидкости равна массе пара $m$: испарившись, жидкость добавит ещё столько же пара, масса пара удвоится, а с ней удвоится и объём — с $V_0$ до $2V_0$.

Шаг 2. Склеиваем график

$V_0 \le V \le 2V_0$: пар насыщенный, $p=p_{\text{нас}}=\text{const}$ — горизонтальный отрезок. $2V_0 \le V \le 6V_0$: жидкости нет, пар ненасыщенный, на изотерме $pV=\text{const}$, $p\sim 1/V$ — ветвь гиперболы.

Ответ

Горизонтальный отрезок (насыщенный пар, $p=\text{const}$) от $V_0$ до $2V_0$, далее фрагмент гиперболы (закон Бойля–Мариотта, $p\sim 1/V$) от $2V_0$ до $6V_0$.

Другие задания по теме «Термодинамика (нет в 2026)» (8)