Задание 10 ЕГЭ по физике
Термодинамика, тепловое равновесие. Относительная влажность воздуха, количество теплоты
Десятое задание ЕГЭ по физике проверяет знания по разделам «Молекулярная физика» и «Термодинамика». Это задание базового уровня. Здесь необходимо пользоваться формулами для расчета количества теплоты при нагревании или охлаждении тела, плавлении и кристаллизации, парообразовании и конденсации, уметь извлекать информацию для решения задач из графических зависимостей.
1. На сколько градусов нагреется медная деталь массой 100 г, если ей сообщить 760 Дж теплоты?
Ответ: на ___________________________ °С.
Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой для нагревания или охлаждении тела: откуда выразим разность температур.
Секрет решения: В подобных задачах надо обратить особое внимание на сам процесс, который может идти с выделением или поглощением энергии. Это влияет на знак количества теплоты. При нагревании энергия поглощается при охлаждении энергия выделяется
2. На рисунке изображён график зависимости температуры тела от подводимого к нему количества теплоты. Удельная теплоёмкость вещества этого тела равна 500 Дж/(кг×К). Чему равна масса тела?
Ответ: __________________________ кг.
Решение данной задачи также проводится на основании формулы
Выразим и рассчитаем массу тела: кг.
Секрет решения: Данные для расчета необходимо взять из графика. Прерывание значений на оси температур может вызвать недоумение. Интервал от 0 до 320 К на графике не указан. Но это не влияет на решение задачи.
Кроме того, надо знать, что на графиках по горизонтальной и вертикальной осях всегда отображаются разные физические величины, поэтому единичный отрезок будет различный.
3. Кусок льда массой 1 кг находится при температуре 0 ºС. Какая масса воды образуется, если льду сообщить количество теплоты, равное 198 кДж?
Ответ: ___________________________ кг.
Решение этой задачи можно провести, используя формулу для расчета количества теплоты, необходимого для плавления тела Выразим массу из этой формулы и проведем расчет: (кг).
Подобные задачи являются достаточно простыми, но в них надо использовать правильную формулу, которая отвечает физическому процессу. Кроме того, необходимым является точный перевод в систему СИ, а также умение находить значения постоянных величин в справочных материалах.
4. В калориметр залили три порции воды массами 200 г, 300 г и 500 г, которые имели температуры 20 °C, 40 °C и 60 °C, соответственно. Теплообмен воды с окружающими телами пренебрежимо мал. Какой будет температура воды в калориметре после установления теплового равновесия?
Ответ: ___________________________ °C.
Решение подобных задач основано на составлении уравнения теплового баланса.
Q1 – количество теплоты, полученное первой порцией воды.
Q2 – количество теплоты, полученное (или отданное) второй порцией воды.
Q3 – количество теплоты, полученное (или отданное) третьей порцией воды.
Q1 = 0,2c (t – 20); Q2 = 0,3с (t – 40); Q3 = 0,5с (t – 60).
Составим уравнение теплового баланса:
0,2c (t – 20) + 0,3с (t – 40) + 0,5с (t – 60) = 0.
После сокращения на с получим:
0,2(t – 20) + 0,3(t – 40) + 0,5(t – 60) = 0;
Секреты решения: При составлении уравнения теплового баланса надо соблюдать несколько важных правил.
- Правильно расставить индексы у температур, которых в условии задачи может быть много.
- Записать формулу расчета количества теплоты для каждого тела, участвующего в теплообмене.
- Расставить знаки (+) или (-) для процессов, идущих с поглощением или выделением тепла.
- Составить общее уравнение (Q1 + Q2+…+ Qn = 0) и решить его.
Заметим, что уравнение теплового баланса в общем виде может выглядеть громоздким. Решение окажется более рациональным, если вы сразу подставите численные значения.
Задачи на уравнение теплового баланса егэ
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 27 °C. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице: