Банк заданий
ЕГЭ по физике Задание №9 Молекулярная физика и термодинамика: установление соответствия

На рисунке в координатах$р-Т,$где$р$– давление газа,$Т$- aбсолютная температура газа, показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом. Количество вещества газа постоянно.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1) Газ за цикл совершает работу, равную нулю.

2) В процессе АВ газ отдаёт положительное количество теплоты.

3) В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся неизменной.

4) В процессе СD работа газа равна нулю.

5) В процессе DA газ изотермически расширяется.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г гелия, в правой − 1 моль аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинакова и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

1) Давление в обеих частях сосуда одинаково.

2) Концентрация гелия и аргона в правой части сосуда одинакова.

3) Внутренняя энергия гелия в сосуде больше, чем внутренняя энергия аргона.

4) Внутренняя энергия гелия в сосуде в конечном состоянии больше, чем в начальном.

5) В правой части сосуда общее число молекул газов в 2 раза меньше, чем в левой части.

При переводе одноатомного идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул n пропорциональна давлению р (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процесс 1–2, и укажите их номера.

1) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа остаётся неизменной.

2) Плотность газа уменьшается.

3) Абсолютная температура газа увеличивается.

4) Происходит изотермическое сжатие газа.

5) Среднеквадратическая скорость теплового движения молекул газа увеличивается.

В вертикальном цилиндре под тяжёлым поршнем, на котором лежит груз, находится аргон. Поршень может перемещаться без трения, атмосферное давление постоянно, масса аргона не изменяется. Аргон считать идеальным газом. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) При медленном охлаждении аргона его давление уменьшается.

2) При медленном изотермическом расширении аргона его внутренняя энергия увеличивается.

3) При медленном нагревании аргона всё полученное им количество теплоты идёт на увеличение его внутренней энергии.

4) Если медленно снять груз с поршня при неизменной температуре, объём аргона увеличится.

5) При медленном нагревании аргона его объём увеличивается прямо пропорционально абсолютной температуре.

В первом сосуде объёмом $V$ находится $1\,\text{моль}$ гелия при температуре $400\,\text{К},$во втором сосуде объёмом $2V$ — $2\,\text{моль}$ неона при температуре $200\,\text{К}.$Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$ неона — $20\,\text{г/моль}.$Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Концентрация молекул гелия больше концентрации молекул неона.

2) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов гелия в $2$ раза больше, чем атомов неона.

3) Давление гелия в $2$ раза больше давления неона.

4) Среднеквадратичная скорость атомов неона больше, чем атомов гелия.

5) Внутренние энергии газов одинаковы.

В двух одинаковых закрытых сосудах при температуре $300\,\text{К}$ находятся $8\,\text{г}$ гелия (первый сосуд) и $40\,\text{г}$ аргона (второй сосуд). Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$аргона — $40\,\text{г/моль}.$Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Среднеквадратичная скорость атомов аргона больше, чем атомов гелия.

2) Средние кинетические энергии теплового движения атомов газов одинаковы.

3) Плотность аргона больше плотности гелия.

4) Давление гелия в $2$ раза больше давления аргона.

5) Число атомов в сосудах одинаково.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент в левой части находится $2\,\text{моль}$ неона, в правой — $3\,\text{моль}$ гелия. Перегородка пропускает атомы гелия и непроницаема для атомов неона. Температура газов одинакова и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия, и укажите их номера.

1) Парциальное давление неона в левой части изменилось.

2) Давление в правой части сосуда уменьшилось в $2$ раза.

3) Концентрации атомов гелия в обеих частях сосуда одинаковы.

4) Число атомов гелия в левой части стало больше, чем в правой.

5) Давление в левой части сосуда стало больше, чем в правой.

Сосуд разделён неподвижной пористой перегородкой на две части: объём левой части $V,$правой — $2V.$ Вначале в левой части находится $3\,\text{моль}$ водорода, в правой — $2\,\text{моль}$ азота. Перегородка пропускает молекулы водорода и непроницаема для молекул азота. Температура постоянна. Выберите все верные утверждения о состоянии газов после установления равновесия и укажите их номера.

1) Парциальное давление азота уменьшилось.

2) Давление в левой части сосуда уменьшилось в $3$ раза.

3) Давление в правой части сосуда в $2$ раза больше, чем в левой.

4) Концентрация молекул водорода в правой части в $2$ раза больше, чем в левой.

5) В левой части сосуда останется $1\,\text{моль}$ водорода.

Из баллона с идеальным одноатомным газом выпустили половину газа. Температура газа в баллоне при этом не изменилась. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Концентрация атомов газа в баллоне уменьшилась в $2$ раза.

2) Давление газа в баллоне уменьшилось в $2$ раза.

3) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов уменьшилась в $2$ раза.

4) Внутренняя энергия газа, оставшегося в баллоне, в $2$ раза меньше начальной внутренней энергии газа.

5) Среднеквадратичная скорость атомов уменьшилась.

Абсолютную температуру идеального одноатомного газа в жёстком закрытом сосуде увеличили в $2$ раза. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Концентрация атомов газа не изменилась.

2) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов увеличилась в $2$ раза.

3) Плотность газа увеличилась.

4) Давление газа увеличилось в $2$ раза.

5) Среднеквадратичная скорость атомов газа увеличилась в $2$ раза.

Неизменную массу идеального газа при постоянном давлении нагрели от $27\,^{\circ}\text{C}$ до $327\,^{\circ}\text{C}.$Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Объём газа увеличился в $2$ раза.

2) Газ совершил положительную работу.

3) Объём газа увеличился более чем в $12$ раз.

4) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличилась примерно в $12$ раз.

5) Концентрация молекул газа уменьшилась в $2$ раза.

В закрытом сосуде находится смесь $1\,\text{моль}$ гелия и $1\,\text{моль}$ аргона. Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$аргона — $40\,\text{г/моль}.$Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Масса аргона в сосуде в $4$ раза больше массы гелия.

2) Парциальные давления гелия и аргона одинаковы.

3) Давление смеси в $2$ раза меньше парциального давления гелия.

4) Среднеквадратичная скорость атомов гелия в $\sqrt{10}$ раз больше, чем атомов аргона.

5) Средние кинетические энергии теплового движения атомов гелия и аргона одинаковы.

В закрытом сосуде находится смесь $4\,\text{г}$ гелия и $40\,\text{г}$ неона. Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$ неона — $20\,\text{г/моль}.$ Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Внутренняя энергия неона в $2$ раза больше внутренней энергии гелия.

2) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов неона больше, чем атомов гелия.

3) Концентрация атомов неона меньше концентрации атомов гелия.

4) Давление смеси в $3$ раза больше парциального давления гелия.

5) Парциальное давление неона в $2$ раза больше парциального давления гелия.

Сосуд объёмом $2\,\text{л},$содержащий идеальный газ под давлением $300\,\text{кПа},$соединён трубкой с краном с откачанным сосудом объёмом $4\,\text{л}$. Кран открывают. Температура газа остаётся постоянной, объёмом трубки можно пренебречь. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Внутренняя энергия газа уменьшилась.

2) После открытия крана давление газа стало равным $100\,\text{кПа}.$

3) Концентрация молекул газа уменьшилась в $3$ раза.

4) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул уменьшилась в $3$ раза.

5) Давление газа уменьшилось в $2$ раза.

Два сосуда соединены трубкой с закрытым краном. В первом сосуде объёмом $3\,\text{л}$ находится идеальный газ под давлением $100\,\text{кПа},$во втором объёмом $1\,\text{л}$ — тот же газ под давлением $500\,\text{кПа}.$Кран открывают. Температура газа одинакова и постоянна, объёмом трубки можно пренебречь. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) После установления равновесия давление в сосудах равно $200\,\text{кПа}.$

2) Установившееся давление равно среднему арифметическому начальных давлений.

3) Давление в первом сосуде увеличилось в $2$ раза.

4) Количество вещества газа в первом сосуде не изменилось.

5) Давление во втором сосуде уменьшилось в $2{,}5$ раза.

В баллон с идеальным газом накачали дополнительную порцию того же газа, в результате давление в баллоне увеличилось в $3$ раза. Температура газа не изменилась. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Количество вещества газа в баллоне увеличилось в $3$ раза.

2) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличилась в $3$ раза.

3) Среднеквадратичная скорость молекул газа не изменилась.

4) Концентрация молекул газа увеличилась в $3$ раза.

5) Плотность газа в баллоне не изменилась.

В двух одинаковых закрытых сосудах находится гелий: в первом — $2\,\text{г}$ при температуре $600\,\text{К},$ во втором — $6\,\text{г}$ при температуре $200\,\text{К}.$Гелий считать идеальным газом. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Среднеквадратичная скорость атомов в первом сосуде в $3$ раза больше, чем во втором.

2) Давления газа в сосудах одинаковы.

3) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов в первом сосуде в $3$ раза больше, чем во втором.

4) Концентрация атомов во втором сосуде в $3$ раза больше, чем в первом.

5) Внутренняя энергия газа во втором сосуде больше, чем в первом.

Идеальный одноатомный газ в жёстком закрытом сосуде нагрели так, что среднеквадратичная скорость его атомов увеличилась в $2$ раза. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Концентрация атомов газа не изменилась.

2) Давление газа увеличилось в $2$ раза.

3) Абсолютная температура газа увеличилась в $4$ раза.

4) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов увеличилась в $4$ раза.

5) Внутренняя энергия газа увеличилась в $2$ раза.

Концентрация молекул идеального газа в сосуде равна $2{,}5\cdot10^{25}\,\text{м}^{-3},$температура газа $27\,^{\circ}\text{C}.$ Постоянная Больцмана $k = 1{,}38\cdot10^{-23}\,\text{Дж/К}$. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Давление газа равно $103{,}5\,\text{кПа}.$

2) В $1\,\text{см}^3$ газа содержится $2{,}5\cdot10^{19}$ молекул.

3) Если при неизменной концентрации нагреть газ до $54\,^{\circ}\text{C},$ его давление увеличится в $2$ раза.

4) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул зависит от их концентрации.

5) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна $6{,}21\cdot10^{-21}\,\text{Дж}.$

Сосуд разделён на две равные по объёму части неподвижной пористой перегородкой. Вначале в левой части находится смесь $2\,\text{моль}$ аргона и $2\,\text{моль}$ гелия, а правая часть откачана. Перегородка пропускает атомы гелия и непроницаема для атомов аргона. Температура постоянна. Выберите все верные утверждения о состоянии газов после установления равновесия и укажите их номера.

1) Концентрация атомов гелия в правой части больше, чем в левой.

2) В правой части окажется $2\,\text{моль}$ гелия.

3) Давление в левой части сосуда уменьшилось на $25\,\%.$

4) Давление в левой части в $3$ раза больше, чем в правой.

5) Парциальное давление аргона в левой части не изменилось.

В двух одинаковых сосудах при одинаковых давлении и температуре находятся гелий (первый сосуд) и аргон (второй сосуд). Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$ аргона — $40\,\text{г/моль}.$Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Плотность аргона в $10$ раз больше плотности гелия.

2) Среднеквадратичная скорость атомов гелия в $10$ раз больше, чем атомов аргона.

3) Массы газов в сосудах одинаковы.

4) Средние кинетические энергии теплового движения атомов газов одинаковы.

5) Число атомов в сосудах одинаково.

Сосуд с идеальным газом закрыт пробкой. Начальная температура газа $300\,\text{К},$начальное давление $p_0.$Пробка вылетает, когда давление газа в сосуде достигает $2p_0.$Газ медленно нагревают; объём сосуда считать неизменным. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) К моменту вылета пробки среднеквадратичная скорость молекул увеличилась в $2$ раза.

2) До вылета пробки давление газа росло прямо пропорционально его температуре, измеренной по шкале Цельсия.

3) До вылета пробки концентрация молекул газа не изменялась.

4) Пробка вылетит, когда температура газа достигнет $600\,\text{К}.$

5) До вылета пробки газ совершал положительную работу.

С неизменной массой идеального газа провели два процесса. На графиках зависимости давления $p$ от абсолютной температуры $T$ оба процесса изображаются отрезками прямых, продолжения которых проходят через начало координат, причём угол наклона графика первого процесса к оси $T$ больше, чем второго. В обоих процессах газ нагревали. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Оба процесса изохорные.

2) Объём газа в первом процессе больше, чем во втором.

3) В обоих процессах газ совершал положительную работу.

4) В обоих процессах внутренняя энергия газа уменьшалась.

5) Объём газа в первом процессе меньше, чем во втором.

С неизменной массой идеального газа провели два процесса. На графиках зависимости объёма $V$ от абсолютной температуры $T$ оба процесса изображаются отрезками прямых, продолжения которых проходят через начало координат, причём угол наклона графика первого процесса к оси $T$ больше, чем второго. В обоих процессах газ нагревали. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Давление газа в первом процессе меньше, чем во втором.

2) Давление газа в первом процессе больше, чем во втором.

3) Оба процесса изобарные.

4) В обоих процессах плотность газа увеличивалась.

5) В обоих процессах газ совершал положительную работу.

В закрытом сосуде находится смесь $4\,\text{г}$ гелия и $4\,\text{г}$ аргона. Молярная масса гелия $4\,\text{г/моль},$ аргона — $40\,\text{г/моль}.$Газы считать идеальными. Выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1) Внутренняя энергия гелия равна внутренней энергии аргона.

2) Плотности гелия и аргона в сосуде одинаковы.

3) Парциальное давление гелия в $10$ раз больше парциального давления аргона.

4) Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов гелия в $10$ раз больше, чем атомов аргона.

5) Число атомов аргона в сосуде в $10$ раз меньше числа атомов гелия.