Физика ЕГЭ 2021 ДЕМОВЕРСИЯ Решение задания 11

Физика - Разбор демоверсии ЕГЭ 2021
Физика — Разбор демоверсии ЕГЭ 2021

Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 11


11. В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс a→b→c, pV-диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже
списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса.

Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 11

1) На участке b → c масса пара уменьшается.
2) На участке a → b к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты.
3) В точке с водяной пар является насыщенным.
4) На участке a → b внутренняя энергия капли уменьшается.
5) На участке b → c внутренняя энергия пара уменьшается.


Решение:

Проанализируем график.

Весь процесс a-b-c происходил при постоянной температуре.
На участке a-b помимо температуры неизменным является еще и давление газа P. Этот процесс не является изотермическим, так как при изотермическом процессе график выглядит как ветвь параболы. Значит, на этом участке происходит изменение массы газа. Также на этом участке происходит увеличение объема газа.

По первому закону термодинамики

так как объем газа увеличивается, значит работа газа положительна и количество теплоты, подведенное к системе, тоже положительное.

На участке b-c представлена изотерма, значит масса газа в процессе не изменяется.

Проанализируем утверждения:

1) Нет, т.к. это изотермический процесс, масса пара остается неизменной

2) Да, так как объем газа увеличивается, значит работа газа положительна и количество тепло, подведенное к системе, тоже положительное

3) Нет, насыщенным пар перестал быть в точке b, потому что перестала изменяться масса пара.

4) Да, так как внутренняя энергия вычисляется по формуле . Температура в процессе неизменна, но количество вещества изменяется за счет изменения массы . Согласно уравнению Менделеева-Клайперона , увеличение объема пара сопровождается увеличением его массы. Следовательно, капля испаряется, уменьшается ее масса, количество вещества и внутренняя энергия.

5)Нет, температура и масса на этом участке графика неизменны, значит, внутренняя энергия тоже не изменяется

Ответ: 24