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

Процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа показан на рисунке ниже ($U$ - внутренняя энергия газа, $p$ - давление газа). Используя данные графика, выберите из предложенного перечня все верные утверждения и запишите их номера. 

1) В ходе процесса объем газа остается постоянным. 

2) Температура газа в ходе процесса увеличивается. 

3) Концентрация молекул газа в ходе процесса уменьшается. 

4) Плотность газа в этом процессе увеличивается.

5) В ходе процесса газ получает определенное количество теплоты.

Первоначально находившееся в жидком состоянии горячее вещество медленно охлаждают. В таблице ниже приведены результаты измерения температуры вещества с течением времени. Мощность теплоотвода постоянна. Выберите из предложенного перечня все утверждения, соответствующие результатам полученных результатов и запишите их номера.

1) Через $30$ минут после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.

2) Через $20$ минут после начала измерения вещество находилось только в твердом состоянии.

3) Процесс кристаллизации вещества занял менее $25$ минут.

4) Удельная теплоемкость вещества в жидком и твердом состояниях одинакова.

5) Температура плавления вещества равна $230^\circ C$.

Идеальный газ в количестве трёх моль переводят из состояния $1$ в состояние $3$ так, как показано на графике зависимости давления газа $p$ от объема $V$ (см. рисунок). Из приведенного ниже списка выберите правильные утверждения, характеризующие процессы на графике, и укажите их номера.

1) Абсолютная температура газа минимальна в состоянии $3$.

2) Плотность газа минимальна в состоянии $2$.

3) В процессе $1-2$ абсолютная температура газа изобарно увеличилась в $2$ раза.

4) Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа в ходе процесса $1-2-3$ увеличивается в $6$ раз.

5) В процессе $2-3$абсолютная температура газа изохорно увеличилась в $1,5$ раза.

Один моль гелия адиабатно охлаждают. Выберите все верные утверждения, описывающие данный процесс, из приведенных ниже.

1) Внутренняя энергия газа в ходе процесса уменьшилась.

2) В данном процессе газ расширился, совершив работу.

3) Данный процесс является изобарным.

4) Концентрация молекул в ходе процесса увеличивается.

5) Плотность газа остается неизменной.

Гелий массой $m$ находится в сосуде под тяжелым подвижным поршнем. Температура газа в начальном состоянии $T$, давление над поршнем соответствует атмосферному при нормальных условиях. В процессе опыта через кран, установленный на патрубке, выпускают половину массы газа. Затем часть гелия, оставшуюся в сосуде, нагревают, увеличивая температуру в $2,5$ раза. Выберите все верные утверждения, соответствующие данному опыту, из приведенных ниже.

1) Давление газа в начальном и конечном состояниях равно атмосферному.

2) Количество вещества газа в данном процессе уменьшилось в $2$ раза.

3) Данный процесс является изохорным.

4) Внутренняя энергия газа в конечном состоянии в $2,5$ раза больше, чем в начальном.

5) Плотность газа уменьшилась.

Одноатомный идеальный газ участвует в циклическом процессе, показанном на рисунке. Масса газа постоянна. Из приведенного списка выберите правильные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1) В процессе $DA$ давление газа изохорно уменьшается.

2) Газ за цикл не совершает работу. 

3) В процессе $ВС$ модуль работы газа больше изменения его внутренней энергии.

4) В процессе $DA$ газ отдает положительное количество теплоты.

5) В процессе $CD$ давление газа уменьшается.

Два процесса, проведенные с одним и тем же количеством разреженного аргона, показаны на $pV$-диаграмме ниже. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1) В процессе $1$-$2$ внутренняя энергия аргона уменьшилась в $6$ раз.
2) Работа, совершенная внешними силами над аргоном, в процессах $1$-$2$ и $3$-$4$ одинакова.
3) В процессе $3$-$4$ аргон изобарно уменьшил свой объем в $2$ раза. 
4) В процессе $3$-$4$ давление аргона в $2$ раза больше, чем в процессе $1$-$2$. 
5) В процессе $3$-$4$ абсолютная температура аргона изобарно уменьшилась в $5$ раз.

Влажный воздух и $10~г$ воды длительное время находились в жестком герметичном сосуде объемом $1~м^3$ при температуре $289~К$. Затем сосуд медленно нагрели до температуры $298~К$. Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах опыта. 

1) При температуре $23~^\circ С$ влажность воздуха в сосуде была равна $48,5\%$.

2) Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось.

3) В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии.

4) В начальном состоянии при температуре $289~К$ пар в сосуде был насыщенный.

5) Так как объем сосуда не изменялся, давление влажного воздуха увеличивалось прямо пропорционально его температуре.

$VT$ - диаграмма, изображенная на рисунке, показывает зависимость объема идеального одноатомного газа от его температуры. Проанализировав диаграмму, выберите все верные утверждения о процессах, происходящих с газом.

1) Минимальное значение давления газа соответствует давлению в состоянии $B$.

2) При переходе газа из состояния $B$ в состояние $C$ внутренняя энергия газа уменьшается.

3) При переходе газа из состояния $A$ в состояние $B$ работа, совершаемая газом, все время положительная.

4) Переход из состояния $A$ в состояние $C$ является изобарным.

5) При переходе газа из состояния $B$ в состояние $A$ давление газа уменьшается.

На $pV$-⁠диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же количеством разреженного газообразного гелия. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1) В процессе $1$-$2$ внутренняя энергия гелия увеличилась в $5$ раз.
2) В процессе $3$-$4$ абсолютная температура гелия изобарно увеличилась в $3$ раза.
3) В состоянии $2$ абсолютная температура гелия в $2$ раза выше, чем в состоянии $3$.
4) Работа, совершенная гелием, в процессе $1$-$2$ меньше, чем в процессе $3$-$4$.
5) В процессе $1$-$2$ гелий совершил работу $100~\mathrm{Дж}$.

В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в раскаленную печь. На рисунке показан график изменения температуры $t$ вещества по мере поглощения им количества теплоты $Q$.

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.
1) Температура плавления вещества равна $50$ °C.
2) Для того, чтобы полностью расплавить вещество, находящееся при температуре плавления, ему надо передать $80$ кДж теплоты.
3) При сообщении веществу $100$ кДж теплоты оно полностью расплавилось.
4) Количество теплоты, которое необходимо затратить для нагревания вещества от $60$ °C до $80$ °C, равно $20$ кДж.
5) Теплоемкость вещества в жидком агрегатном состоянии меньше, чем в твердом.

Во вторник и в среду температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере во вторник было меньше, чем в среду.

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения по поводу этой ситуации.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду.
$2.$ Масса водяных паров, содержащихся в $1 \text{ м}^3$ воздуха, во вторник была больше, чем в среду.
$3.$ Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, во вторник и в среду была одинаковой.
$4.$ Давление насыщенных водяных паров во вторник было больше, чем в среду.
$5.$ Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится $4 \text{ моль}$ гелия, в правой — $40 \text{ г}$ аргона. Перегородка пропускает молекулы гелия, но является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остается постоянной.

Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Концентрация гелия в правой части сосуда в $2$ раза меньше, чем аргона.
$2.$ Отношение давления газов в правой части сосуда к давлению газа в левой части равно $1.5.$
$3.$ В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.
$4.$ Внутренняя энергия гелия и аргона одинаковая.
$5.$ В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в $3$ раза.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. Перегородка пропускает атомы гелия, но является непроницаемой для атомов аргона. В начальный момент в левой части сосуда содержится $8 \text{ г}$ гелия, а в правой — $1 \text{ моль}$ аргона. Температура газов одинакова и остается постоянной.

Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Внутренняя энергия гелия в сосуде больше, чем внутренняя энергия аргона.
$2.$ Концентрация гелия и аргона в правой части сосуда одинакова.
$3.$ В правой части сосуда общее число молекул газов в $2$ раза меньше, чем в левой части.
$4.$ Внутренняя энергия гелия в сосуде в конечном состоянии больше, чем в начальном.
$5.$ Давление в обеих частях сосуда одинаково.

В сосуде постоянного объема при комнатной температуре находилась смесь $1 \text{ моль}$ водорода ($\text{H}_2$) и $1 \text{ моль}$ гелия ($\text{He}$). Половину содержимого сосуда выпустили, затем добавили $1 \text{ моль}$ водорода.

Считая газы идеальными, а их температуру неизменной, выберите все верные утверждения из предложенного списка.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Парциальное давление водорода уменьшилось.
$2.$ Давление смеси газов в сосуде не изменилось.
$3.$ Концентрация гелия увеличилась.
$4.$ В начале опыта концентрации газов были одинаковые.
$5.$ В начале опыта массы газов были одинаковые.

В закрытом сосуде с поршнем относительная влажность воздуха составляет $40\%.$ Объем сосуда медленно уменьшают в $3$ раза при постоянной температуре.

Выберите все верные утверждения, описывающие процесс.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ При уменьшении объема в $2.5$ раза на стенках появляется роса.
$2.$ Давление пара в сосуде все время увеличивается.
$3.$ В конечном и начальном состоянии масса пара в сосуде одинакова.
$4.$ При уменьшении объема в $2$ раза относительная влажность стала $80\%.$
$5.$ В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

В закрытом сосуде объемом $5 \text{ л}$ находится влажный воздух при температуре $100\degree\text{C}$ и давлении $1.5 \cdot 10^5 \text{ Па}.$ Относительная влажность воздуха равна $60\%.$

Выберите все верные утверждения.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Парциальное давление паров воды больше парциального давления воздуха.
$2.$ Парциальное давление паров воды меньше парциального давления воздуха.
$3.$ Масса воздуха меньше массы паров воды.
$4.$ Масса воздуха больше массы паров воды.
$5.$ При увеличении объема сосуда в $5$ раз (при постоянной температуре) относительная влажность станет $100\%.$

Один моль идеального одноатомного газа совершает циклический процесс $1–2–3–4–1,$ график которого показан на рисунке.

Из предложенного перечня выберите все верные утверждения и укажите их номера.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ В процессе $1–2$ внутренняя энергия газа увеличивается.
$2.$ В процессе $3–4$ газ совершает положительную работу.
$3.$ В процессе $3–4$ газ отдает некоторое количество теплоты.
$4.$ В процессе $4–1$ температура газа увеличивается в $4$ раза.
$5.$ Работа, совершенная газом в процессе $1–2,$ в $3$ раза больше работы, совершенной над газом в процессе $3–4.$

На рисунке показана зависимость давления газа $p$ от его плотности $\rho$ в циклическом процессе, совершаемом $2$ моль идеального газа в идеальном тепловом двигателе.

На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ В процессе $1–2$ температура газа уменьшается.
$2.$ В состоянии $3$ температура газа максимальна.
$3.$ В процессе $2–3$ объем газа уменьшается.
$4.$ Отношение максимальной температуры к минимальной температуре в цикле равно $8.$
$5.$ Работа газа в процессе $3–1$ положительна.

В стеклянную колбу налили немного воды и герметично закрыли ее пробкой. Вода постепенно испарялась. На рисунке показан график изменения со временем $t$ концентрации $n$ молекул водяного пара внутри колбы. Температура в колбе в течение всего времени проведения опыта оставалась постоянной. В конце опыта в колбе еще оставалась вода.

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения относительно описанного процесса.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ На участке $1$ водяной пар ненасыщенный, а на участке $2$ — насыщенный.
$2.$ На участке $2$ давление водяных паров не менялось.
$3.$ На участке $1$ плотность водяных паров уменьшалась.
$4.$ На участке $2$ плотность водяных паров увеличивалась.
$5.$ На участке $1$ давление водяных паров уменьшалось.

В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объем сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке показан график изменения со временем $t$ концентрации $n$ молекул паров аммиака внутри сосуда.

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения относительно описанного процесса.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ На участке $2$ плотность паров аммиака уменьшалась.
$2.$ На участке $1$ плотность паров аммиака уменьшалась.
$3.$ На участке $2$ давление паров аммиака увеличивалось.
$4.$ На участке $1$ пар аммиака ненасыщенный, а на участке $2$ — насыщенный.
$5.$ На участке $1$ давление паров аммиака увеличивалось.

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс $a \rightarrow b \rightarrow c$, $pV$ — диаграмма которого представлена на рисунке.

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения относительно проведенного процесса.

УТВЕРЖДЕНИЯ

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

На $pV$ — диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же количеством разреженного газообразного гелия.

Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ В процессе $1–2$ внутренняя энергия гелия увеличилась в $5$ раз.
$2.$ В процессе $3–4$ абсолютная температура гелия изобарно увеличилась в $3$ раза.
$3.$ В состоянии $2$ абсолютная температура гелия в $2$ раза выше, чем в состоянии $3.$
$4.$ Работа, совершенная гелием, в процессе $1–2$ меньше, чем в процессе $3–4.$
$5.$ В процессе $1–2$ гелий совершил работу $100\ Дж.$

Твердому телу передавали количество теплоты. На графике приведена зависимость температуры данного тела от количества теплоты.

Выберите все верные утверждения на основании построенного графика.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Температура плавления тела равна $80\ °С.$
$2.$ На участке $2–3$ внутренняя энергия тела не изменялась.
$3.$ В точке $2$ графика тело находилось в жидком состоянии.
$4.$ Для плавления тела, взятого при температуре плавления, потребуется $40\ кДж$ теплоты.
$5.$ Удельная теплоемкость тела в жидком состоянии меньше, чем удельная теплоемкость тела в твердом состоянии.

$1$ моль одноатомного идеального газа совершает цикл $1–2–3–1,$ при котором давление $p$ газа изменяется с изменением плотности $\rho$ газа так, как показано на рисунке. Значения плотности и давления в вершинах цикла представлены на графике.

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Работа газа в процессе $1–2$ равна нулю.
$2.$ Внутренняя энергия газа в процессе $2–3$ увеличивается.
$3.$ При переходе газа из $3$ в $1$ внутренняя энергия не меняется.
$4.$ В процессе $3–1$ газ отдает положительное количество теплоты.
$5.$ Температура газа в состоянии $3$ минимальна.