Задание 24 ЕГЭ по физике

Что проверяет: МКТ и термодинамика: расчётная задача

Задание 24 ЕГЭ по физике проверяет тему «МКТ и термодинамика: расчётная задача». Ниже вы найдёте 1 вариант с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.

Решение

Теория к заданию 24 ЕГЭ по физике. МКТ и термодинамика: расчётная задача

Задание второй части: задача на газовые законы, теплоту и работу с несколькими этапами.

Что нужно знать

Первый закон термодинамики: Q = ΔU + A; для одноатомного газа ΔU = (3/2)νRΔT.
Пробка вылетает, когда сила давления газа изнутри превышает сумму силы атмосферного давления, силы трения и, при вертикальном положении, веса пробки.
При изменении положения сосуда меняется набор сил, действующих на пробку, а сила трения остаётся прежней.
Давление, при котором пробка выходит, находят из энергетического условия через сообщённую теплоту.
Площадь горлышка связывает давление и силу: F = pS.

Расчётные задачи по термодинамике

Начните с уравнения состояния pV = (m/M)RT и выпишите, что дано в каждом состоянии.
Для процессов используйте объединённый газовый закон: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂.
Количество теплоты при нагревании: Q = cmΔT; при плавлении Q = λm; при парообразовании Q = Lm.
Уравнение теплового баланса: сумма отданных теплот равна сумме полученных.
Для газа в процессах применяйте первый закон термодинамики Q = ΔU + A.
Для одноатомного газа ΔU = (3/2)·(m/M)·RΔT.
Всегда переводите температуру в кельвины и массу в килограммы.
Задание оценивается в 3 балла; обязательно указание применённых законов.

Как решать задание 24

Опишите первый случай: запишите условие выталкивания пробки и первый закон термодинамики.
Найдите давление газа в момент выталкивания.
Выразите силу трения из условия равновесия пробки в первом случае.
Запишите условие для второго случая с учётом изменившейся геометрии.
Найдите искомую силу и проверьте единицы.

Разбор примера

Схема решения: газ нагревают изобарно, нужно найти полученную теплоту.

Записываем первый закон термодинамики: Q = ΔU + A.
Для изобарного процесса работа равна A = pΔV.
Изменение внутренней энергии одноатомного газа: ΔU = (3/2)·(m/M)·RΔT.
Из уравнения состояния выражаем недостающие величины через данные условия.
Складываем ΔU и A, получая Q в общем виде.
Подставляем числа в СИ и записываем ответ в джоулях.

ОтветQ = ΔU + pΔV

Частые ошибки

Забывают учесть вес пробки при вертикальном положении сосуда.
Считают силу трения разной в двух случаях вопреки условию.
Не переводят объём и площадь в СИ.

Задание 24 входит в ЕГЭ по физике. На этой странице собраны все варианты этого номера, которые разобраны на сайте: условие, правильный ответ и разбор решения. Остальные номера открываются в списке выше, а целиком все задания ЕГЭ по физике с ответами собраны на странице предмета.