23 задание ЕГЭ по физике: расчётная задача по МКТ и термодинамике — теория, практика, разбор

В сосуде с жёсткими стенками находится одноатомный идеальный газ. Начальная температура газа равна $400$ К, его масса составляет $12$ г, а молярная масса — $0{,}004$ кг/моль. В результате охлаждения давление газа уменьшилось до $2\cdot 10^5$ Па, при этом газ отдал количество теплоты, равное $7500$ Дж. Найдите начальное давление газа.

Ответ дайте в килопаскалях, округлите до десятков.

При сжатии $8$ г гелия при постоянном давлении внешние силы совершили работу $1600$ Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам?

Ответ дайте в джоулях.

Гелий в количестве $0{,}15$ моль совершает процесс 1–2, график которого показан в координатах $p(V)$, где $p$ — давление газа, $V$ — объём газа. Какое количество теплоты сообщили гелию в этом процессе?

Ответ дайте в джоулях.

Тепловая машина работает по циклу Карно, получая за один цикл от нагревателя $Q_н = 10$ кДж теплоты и отдавая холодильнику $Q_х = 5$ кДж теплоты. Температура холодильника $T_х = 300$ К. Чему равна температура нагревателя?

Ответ дайте в кельвинах.

На рисунке изображён циклический процесс, проведённый с неизвестным газом. При расширении на участке 1-2 газ совершает работу $1{,}2$ кДж. За цикл газ получает от нагревателя количество теплоты, равное $3{,}3$ кДж. Масса газа постоянна. Определите КПД цикла.

Ответ дайте в долях единицы, округлите до сотых.

Найдите КПД тепловой машины совершающей процесс 1-2-3, график цикла которой показан на рисунке. Рабочим телом является одноатомный идеальный газ.

Ответ дайте в процентах.

В комнате площадью $20$ м² и высотой потолка $3$ м воздух имеет температуру $12$ °C и относительную влажность $30\%$. Определите массу водяных паров в воздухе. Фрагмент таблицы зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры приведён ниже.

Ответ дайте в граммах, округлите до целых.

В большом сосуде с жёсткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре $100$ °C. Давление в сосуде равно $150$ кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление установилось в сосуде?

Ответ дайте в килопаскалях.

Относительная влажность воздуха при $t = 36$ °C составляет $50\%$. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре $5945$ Па. Какая масса пара содержится в одном кубическом метре этого воздуха?

Ответ дайте в граммах, округлите до десятых.

В начальный момент времени влажный воздух имел давление $p = 1 \cdot 10^5$ Па при $t = 100^\circ C$. Затем газ изотермически сжали в $k = 4$ раз. В результате давление газа увеличилось в 2 раза. Определите относительную влажность в начальный момент времени. Потерями вещества пренебречь. Ответ дайте в процентах.

Имеется герметичный сосуд с жесткими стенками и объемом 2 литра, из него выкачали весь воздух вплоть до вакуума, внутри разбили пробирку с водой объемом $4$ см$^3$. Какая часть воды (относительно начальной массы) испарилась, если в сосуде поддерживалась температура 16 °C?

Давление насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице

Ответ округлите до десятитысячных.

В стеклянном сосуде находится влажный воздух при температуре $52^\circ C$. Плотность водяного пара составляет $\rho = 20$ г/см$^3$. До какой температуры нужно охладить сосуд, чтобы выпала роса? Зависимость давления насыщенного пара от температуры представлена на графике. Ответ дайте в градусах Цельсия, округлите до целых.

Аргон массой 40 г изобарно нагрели так, что его внутренняя энергия в ходе этого процесса увеличилась на 12 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу в этом процессе?

Неон массой 20 г изобарно нагрели, сообщив ему количество теплоты, равное 10 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе?

Идеальный одноатомный газ в количестве 4 моль изохорно охлаждается до температуры $-15$ °C, отдавая при этом 2490 Дж теплоты. Определите начальную температуру газа.