Задание №12 ЕГЭ по физике


Молекулярно-кинетическая теория


Задание №12 в ЕГЭ по физике - последнее тестовое задание на тему термодинамики.


Теория к заданию №12 ЕГЭ по физике


Тепловые машины преобразуют получаемую от сгорающего топлива энергию в механическую. К ним, например, относятся, которые устанавливаются в автомобилях. Автором теории таких машин является С. Карно.

Подобные двигатели характеризуются КПД, который определяется по формуле:

η=(Тн - Тх)/Тх, где Тн – температура нагревателя, Тх – холодильника

КПД можно определять как отношение теплоты, которую машина получает от нагревателя Qн к реально выполняемой работе А т.е η= Qн/А.

Адиабатный (адиабатический) процесс связан с первым термодинамическим законом. При нем изменение теплоты в системе равно сумме изменений тепловой энергии и выполненной работы, которую выполняет газ. Он протекает без передачи газу теплоты. Не происходит и передача теплоты газом внешней среде. Адиабатический процесс графически изображается так: 3ESE_lfWXwM.jpg


Теория к заданию №11 ЕГЭ по физике


Демонстрационный вариант 2018

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру холодильника тепловой машины повысили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

  1. увеличилась,
  2. уменьшилась,
  3. не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

КПД тепловой машины

Работа газа за цикл

Алгоритм решения:
  1. Записываем формулу расчета КПД.
  2. Анализируем, что произойдет, если температуру Qx увеличить.
  3. Анализируем, как изменится работа.
  4. Записываем ответ.
Решение:

1. Для любого двигателя показатель КПД определяется формулой:

   http://www.pomogala.ru/pomogala_fizika/ege_2018/img_12.1.jpg ,

где Тн – температурный показатель нагревателя, Тх – температурный показатель холодильника.

2. Легко видно, что увеличение температурного показателя холодильника приведет к уменьшению полезного коэффициента.

3. КПД определяется также как отношение тепла, которое получено от нагревателя Q, к реальной работе А. Тогда работа равняется А= ηQн. И если уменьшится КПД, работа тоже уменьшится.

4. Записываем ответ:

КПД тепловой машиныРабота газа за цикл
22

Ответ: 2 2


Первый вариант задания (Демидова,№3)

На рисунках приведены графики А и Б двух процессов, 1-2 и 3-4, происходящих с 1 моль гелия. Графики построены в координатах V-T и p-V, где р — давление, V — объём, Т — абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ

http://self-edu.ru/htm/ege2016_phis_d_10/files/3_12.files/image001.jpg

УТВЕРЖДЕНИЯ

1) Над газом совершают работу, при этом его внутренняя энергия увеличивается.

2) Над газом совершают работу, при этом газ отдаёт положительное количество теплоты.

3) Газ получает положительное количество теплоты и совершает работу.

4) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается.

 Алгоритм решения:
  1. Рассматриваем первый график таблицы. Ищем правильное предложение в графе справа.
  2. Проводим анализ второго графика в левой графе таблицы. Определяем правильный ответ в графе справа.
  3. Записываем ответ.
Решение:

1. На графике А) температура повышается, но объем не изменяется. Если объем, в данном случае постоянен, газ работы не выполняет. Но тепловая энергия увеличивается. Справедливо четвертое предложение.

2. Вариант Б) показывает: уменьшаются показатели объема газа и давления. Тогда из равенства общего состояния следует, что при этом должна снижаться и температура http://self-edu.ru/htm/ege2016_phis_d_10/files/3_12.files/image002.gif , газ отдает тепло. Это соответствует предложению 2.

Правильными будут варианты четвертого и второго ответов.

Ответ: 4 2


Второй вариант задания (Демидова, №20)

Установите соответствие между процессами в идеальном газе и формулами, которыми они описываются (N — число частиц, р — давление, V — объём, Т — абсолютная температура, Q — количество теплоты.) К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПРОЦЕССЫ

А) изохорный процесс при N = const

Б) адиабатный процесс при N = const

ФОРМУЛЫ

http://self-edu.ru/htm/ege2017_phis_30/files/20_12.files/image001.jpg

 Алгоритм решения:
  1. Анализируем, что происходит при изохорном типе процесса.
  2. Определяем, какой вариант равенств соответствует такому процессу.
  3. Анализируем, каким образом происходит адиабатический процесс.
  4. Устанавливаем, какое равенство соответствует данному процессу.
  5. Записываем ответ.
Решение:

1. Справа вариантом А) записано, что происходит изохорный процесс. Он совершается при постоянном показателе объема.

2. В этом случае будет справедливым равенство: р/Т= const. Такое равенство стоит под первым номером.

3. При адиабатическом процессе Б) не происходит теплового обмена со средой, то есть выполняется равенство: Q=0.

4. Значит, правильные предложения 1 и 4.

Ответ: 1 4