Задание №8 ЕГЭ по физике

Расстояние между молекулами вещества много больше размеров самих молекул. Двигаясь во всех направлениях, молекулы быстро распределяются по всему сосуду. В каком состоянии находится вещество?

Ответ:

а) в газообразном

б) в жидком

в) в твёрдом

г) в газообразном или жидком

Алгоритм решения

1. Выделить из описания параметры, характер которых может указывать на вид агрегатного состояния вещества.
2. Установить, какому агрегатному состоянию соответствуют указанные значения этих параметров.

Решение

В условиях задачи обозначается:

• расстояние между молекулами вещества;
• характер движения молекул;
• свойство вещества, связанное с характером заполнения им сосуда.

Если расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул, то вещество находится в газообразном состоянии. Это подтверждают хаотичное движение молекул и способность вещества заполнять весь предоставленный ему объем.

Молекулы газов находятся в среднем на больших расстояниях друг от друга по сравнению с их размерами, силы взаимодействия между ними незначительны. Этим можно объяснить следующие свойства газов.

А. Газ не сохраняет своей формы.

Б. Газ не сохраняет своего объёма.

В. Газ имеет большую сжимаемость.

Какое(-ие) из утверждений правильно(-ы)?

Алгоритм решения

1. Установить, как влияет большое расстояние между молекулами на свойства газов.
2. Выбрать правильные варианты ответов и записать их в алфавитном порядке.

Решение

Так как между молекулами газа большое расстояние, они слабо взаимодействуют друг с другом. Практически полное отсутствие сил притяжения позволяет двигаться им хаотически, что способствует быстрому заполнению газом объема сосуда. Причем неважно, какой объем и какую форму имеет сосуд. Следовательно, верными ответами можно считать как А, так и Б.

Теперь проверим последний вариант. Газы действительно обладают большой сжимаемостью. Это можно объяснить тем, что отталкиваются молекулы при расстояниях, которые меньше размеров самих молекул. Но в газах это расстояние намного больше. Поэтому, прежде чем возникнет отталкивание, газ можно будет легко сжать в несколько раз. Следовательно, ответ В тоже верен.

Первоначальное давление газа в сосуде равнялось р₁. Увеличив объём сосуда, концентрацию молекул газа уменьшили в 3 раза, и одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление р₂ газа в сосуде стало равным

Ответ:

а) $\frac{1}{3}{p}_1$

б) $2p_1$

в) $\frac{2}{3}{p}_1$

г) $\frac{4}{3}{p}_1$

Алгоритм решения

Решение

Исходные данные:

Основное уравнение МКТ:

$p=\frac{2}{3}n{\stackrel{-}{E}}_k$

Составим уравнения для начального и конечного состояний:

$p_1=\frac{2}{3}{n}_1{\stackrel{-}{E}}_{k1}=\frac{2}{3}3n{\stackrel{-}{E}}_k=2n{\stackrel{-}{E}}_k$

$p_2=\frac{2}{3}{n}_2{\stackrel{-}{E}}_{k2}=\frac{2}{3}n2{\stackrel{-}{E}}_k=\frac{4}{3}n{\stackrel{-}{E}}_k$

Отсюда:

$n{\stackrel{-}{E}}_k=\frac{p_1}{2}=\frac{3p_2}{4}$

$p_2=\frac{4p_1}{6}=\frac{2}{3}{p}_1$

.

.