- Банк заданий
- Физика
- Задание 54793
Задание №54793 ЕГЭ по Физике
В стеклянном цилиндре под поршнем при комнатной температуре t0 находится только водяной пар. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически уменьшают от 4V0 до V0. Когда объём V достигает значения 2V0, на внутренней стороне стенок цилиндра выпадает роса. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V0 до 4V0. Укажите, какими закономерностями Вы при этом воспользовались.
Решение:
1) На участке от 4V0 до 2V0 давление под поршнем при сжатии растёт, подчиняясь закону Бойля – Мариотта. На участке от 2V0 до V0 давление под поршнем постоянно (давление насыщенного пара на изотерме).
На участке от 4V0 до 2V0 график p(V) – фрагмент гиперболы, на участке от 2V0 до V0 – горизонтальный отрезок прямой (для экспертов: отсутствие названий не снижает оценку, названия помогают оценке графика, сделанного от руки).
2) В начальном состоянии V = 4V0 под поршнем находится ненасыщенный
водяной пар, при сжатии число молекул пара неизменно, пока на стенках
сосуда не появится роса. В момент появления росы пар становится
насыщенным, его давление равно pн. Поэтому на участке от 4V0 до 2V0
давление под поршнем растёт, подчиняясь закону Бойля – Мариотта:
pV = const, т. е. p ~ 1/V.
График зависимости p(V) – фрагмент гиперболы.
3) После того как на стенках сосуда появилась роса, пар при медленном
изотермическом сжатии остается насыщенным, в том числе при V = V0. При
этом количество вещества пара уменьшается, а количество вещества
жидкости увеличивается (идёт конденсация пара). Поэтому график p(V) на участке от 2V0 до V0 будет графиком константы, т.е. отрезком
горизонтальной прямой.
Ответ:
Источник: Реальные задания (ЕГЭ, ФИПИ, Демидова)