Термодинамика в ЕГЭ по физике: теория, задачи и разбор

Термодинамика в ЕГЭ по физике — тема про обмен энергией газа с окружающими телами: первый закон термодинамики Q = ΔU + A, работа газа и КПД тепловой машины. Раздел 2.2 кодификатора ФИПИ 2027 нужен в заданиях 8, 9, 10, 23 и 24, и больше всего баллов здесь стоит знак работы в первом законе.

Суть простыми словами

Термодинамика описывает не отдельные молекулы, а энергию системы в целом. Внутренняя энергия U идеального одноатомного газа равна (3/2)·ν·R·T и зависит только от температуры. Изменить её можно двумя способами: передать газу теплоту Q или совершить работу.

Первый закон термодинамики: Q = ΔU + A, где A — работа, совершённая газом. При расширении A > 0, при сжатии A < 0. При постоянном давлении A = p·ΔV, а на pV-диаграмме работа равна площади под графиком.

Частные случаи:

• изохорный (V = const): A = 0, Q = ΔU;
• изотермический (T = const): ΔU = 0, Q = A;
• адиабатный (Q = 0): ΔU = −A.

Тепловая машина берёт тепло Q_нагр, отдаёт Q_хол и совершает работу A. КПД η = (Q_нагр − |Q_хол|) / Q_нагр = A / Q_нагр. Предел даёт цикл Карно: η_max = 1 − T_хол/T_нагр (температуры в кельвинах).

Второй закон: тепло само не переходит от холодного тела к горячему, процессы необратимы.

Где встречается на экзамене

По обобщённому плану ФИПИ 2027 элементы раздела 2.2 прямо названы в строке №8, а №9, 10, 23 и 24 проверяют весь раздел 2 «Молекулярная физика. Термодинамика». Влад в анонсе 16.08.2026 пишет: «№24 - без изменений вся термодинамика», а про №23 — «МКТ или Термодинамика».

• 8 задание егэ физика — базовый номер на 1 балл; в плане перечислены количество теплоты, работа, первый закон, КПД и цикл Карно (элементы 2.2.4–2.2.7, 2.2.9, 2.2.10).
• 24 задание егэ физика — расчётная задача высокого уровня на 3 балла: первый закон, работа по графику, КПД цикла.
• 23 задание егэ физика — расчётная задача повышенного уровня на 2 балла: первый закон, работа газа или КПД.
• 9 задание егэ физика — повышенный уровень, 2 балла: выбрать все верные утверждения (их два или три) по процессу или графику.
• 10 задание егэ физика — изменение величин на 2 балла: что будет с T, U, Q, A при процессе.

Где ошибаются

1. Путают знак работы. В записи Q = ΔU + A работа считается совершённой газом. Если в условии «над газом совершили работу», то ΔU = Q + A', где A' = −A.
2. Путают частные случаи. В изохорном процессе A = 0 (объём не меняется), в изотермическом ΔU = 0 (температура не меняется), в адиабатном Q = 0.
3. Берут температуру в градусах Цельсия в КПД Карно и в формуле U = (3/2)νRT: нужны кельвины.
4. Неверно ищут работу цикла. Полезная работа за цикл равна площади цикла на pV-диаграмме; Q_хол в формуле КПД берут по модулю.
5. Не различают качественные формулировки. Влад спрашивает: «Как звучит второе начало термодинамики в упрощенном изложении?» (Telegram, 26.07.2026). Верно: тепло не переходит само от холодного к горячему, процесс необратим.

Шпаргалка за 30 секунд

Следующий шаг: проведи цикл с газом под поршнем в наглядном тренажёре «Тепловая машина», затем реши 8 задание егэ физика. Влад в анонсе стрима по термодинамике (25.07.2026) обещал, что «все сильно проще, чем вы можете себе представить». Задачу №24 на цикл удобно разобрать по шагам с преподавателем на пробном занятии по физике.