Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00043119

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00043119

Школьнику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами и термометрами.

№ сосуда

Давление, кПа

Температура газа в сосуде, К

Газ в сосуде

1

100

280

кислород

2

50

270

кислород

3

100

280

азот

4

50

300

кислород

5

60

320

азот

Сосуды наполнены равными массами различных газов при различных температурах (см. таблицу). Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести исследование? В ответ запишите номера выбранных сосудов.

Источник: Сборник Демидовой 2026

Решение

Нужно на опыте увидеть, как объём газа под поршнем зависит от его температуры. Правило честного опыта: меняем только температуру, а всё остальное, что влияет на объём, держим одинаковым.

От чего зависит объём? Из уравнения Менделеева — Клапейрона $$V=\dfrac{mRT}{Mp}$$ — от массы, температуры, давления и молярной массы газа. Массы во всех сосудах равны по условию. Значит, в паре должны совпадать газ (молярная масса) и давление, а температуры — различаться. При таких условиях выполняется закон Гей-Люссака: объём пропорционален температуре.

Кислород — в сосудах 1, 2 и 4. Среди них одинаковое давление $50$ кПа у сосудов 2 и 4, а температуры разные: $270$ К и $300$ К. Это наша пара.

Почему не другие: сосуд 1 (кислород) стоит при $100$ кПа — давление не совпадает ни с 2, ни с 4; сосуды 1 и 3 при одной температуре $280$ К, к тому же газы разные; сосуд 5 — азот при $60$ кПа, совпадений нет.

Проверим себя: у сосудов 2 и 4 одинаковы газ, масса и давление, отличается только температура. Ответ — сосуды 2 и 4.

Ответ

24
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)