Global EE

МКТ — Задание 9 ЕГЭ по физике №00047471

Задание №9. МКТ и Термодинамика. Выбор Утверждений

МКТ

№2. Задание 9

ID: 00047471

В сосуде находится два моля азота. В момент времени $t=0$ в сосуде приоткрывают клапан, через который газ начинает просачиваться из сосуда в окружающую среду. При этом температура газа в сосуде поддерживается равной $301$ К. На рисунке изображён график зависимости давления $p$ газа в сосуде от времени $t$.

Рисунок к заданию 9 ЕГЭ по физике — МКТ

Выберите два верных утверждения на основании анализа представленного графика.

 

1) Скорость утечки газа равна $0{,}2$ моль/мин.

2) Объём сосуда равен $\approx20$ литров.

3) Начальная концентрация газа в сосуде была равна $\approx100\ \text{м}^{-3}$.

4) Масса газа в сосуде в начальный момент времени была равна $32$ г.

5) Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа в состоянии 1 и состоянии 2 одинакова.

Источник: СтатГрад 17.05.2021

Решение

Объём сосуда и температура постоянны, уходит только газ. Из $pV=\nu RT$ количество вещества пропорционально давлению. Продолжим прямую графика до оси: в момент $t=0$ давление $250$ кПа (тогда в сосуде $2$ моль), а до нуля давление падает к $t=50$ мин. Точки 1 и 2: $200$ кПа при $10$ мин и $100$ кПа при $30$ мин.

Утверждение 1. За $50$ мин уходят все $2$ моль: $\dfrac{2}{50}=0{,}04$ моль/мин, а не $0{,}2$. Неверно.

Утверждение 2. По начальному состоянию:

$$V=\dfrac{\nu RT}{p_0}=\dfrac{2\cdot8{,}31\cdot301}{250\cdot10^3}\approx0{,}020\ \text{м}^3=20\ \text{л}.$$

Верно.

Утверждение 3. $n=\dfrac{p}{kT}=\dfrac{2{,}5\cdot10^5}{1{,}38\cdot10^{-23}\cdot301}\approx6\cdot10^{25}\ \text{м}^{-3}$ — число огромное, $100$ м$^{-3}$ это практически пустота. Неверно.

Утверждение 4. Молярная масса азота $\text{N}_2$ — $28$ г/моль: $m=2\cdot28=56$ г, а не $32$ (столько весил бы кислород). Неверно.

Утверждение 5. Средняя кинетическая энергия молекул $\dfrac32kT$ зависит только от температуры, а она поддерживается постоянной. Верно.

Верны утверждения 2 и 5.

Ответ

25
Другие задания по теме «МКТ» (8)