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

На $pV$ — диаграмме представлен циклический процесс, совершаемый $1$ молем аргона в тепловом двигателе.

Из предложенных утверждений выберите все верные, характеризующие работу двигателя.

УТВЕРЖДЕНИЯ

$1.$ Аргон получает теплоту от нагревателя в процессах $4-1$ и $1-2 .$
$2.$ Работа газа за цикл равна $3p_0V_0 .$
$3.$ В процессе $3-4$ внутренняя энергия аргона уменьшается.
$4.$ В процессе $2-3$ аргон получает теплоту от нагревателя.
$5.$ Максимальная температура аргона в цикле в $3$ раза больше минимальной.

Железный брусок массой $m_1=260 \, \text{г} ,$ температура которого $t_1=20^\circ \text{C} ,$ приводят в контакт со свинцовым бруском массой $m_2=920 \, \text{г}$, температура которого $t_2=80^\circ \text{C} .$ Через некоторое время бруски приходят в состояние термодинамического равновесия. Потери теплоты отсутствуют. Тепловое расширение брусков пренебрежимо мало.

Выберите все верные утверждения.

$1)$ В процессе установления между брусками термодинамического равновесия не совершается работа.
$2)$ В исходном состоянии запас внутренней энергии свинцового бруска больше запаса внутренней энергии железного бруска.
$3)$ В исходном состоянии запас внутренней энергии свинцового бруска меньше запаса внутренней энергии железного бруска.
$4)$ В состоянии термодинамического равновесия температура брусков равна $50^\circ \text{C} .$
$5)$ В состоянии термодинамического равновесия температура брусков равна $60^\circ \text{C} .$

В сосуде с жесткими стенками находится в равновесном состоянии смесь одного моля гелия и одного моля аргона. Температуру смеси повысили. Выберите все верные утверждения.

$1)$ Среднеквадратичные скорости молекул гелия и молекул аргона в равновесном состоянии одинаковы.
$2)$ Средние кинетические энергии поступательного теплового движения молекул гелия и молекул аргона в равновесном состоянии одинаковы.
$3)$ В результате повышения температуры внутренняя энергия гелия увеличилась больше, чем внутренняя энергия аргона.
$4)$ После повышения температуры парциальное давление гелия в сосуде увеличилось.
$5)$ После повышения температуры давление в сосуде увеличилось.

На дно сосуда, в котором находился сухой воздух, налили немного воды, после чего герметично закрыли сосуд крышкой и оставили его на продолжительное время. Начальные температуры воздуха и воды были одинаковыми. Сосуд может обмениваться теплотой с окружающей средой. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения.

$1)$ Если температура содержимого сосуда остается неизменной, то вся вода испарится.
$2)$ Если температура содержимого сосуда остается неизменной, то испарится только часть воды.
$3)$ Если температура содержимого сосуда остается неизменной, то при некотором строго определенном объеме сосуда в нем установится относительная влажность воздуха, равная $100\%.$
$4)$ В установившемся состоянии средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул водяного пара больше средней кинетической энергии хаотического теплового движения молекул азота, входящего в состав воздуха.
$5)$ В установившемся состоянии молекулы водяного пара и молекулы кислорода, входящего в состав воздуха, обладают одинаковыми средними кинетическими энергиями хаотического теплового движения.

В среду и четверг температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в среду было больше, чем в четверг. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения по поводу этой ситуации.

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

В закрытом сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь аргона и гелия (по $1 \, \text{моль}$ каждого газа). Половину содержимого этого сосуда выпустили наружу, а затем добавили в сосуд еще $2 \, \text{моль}$ гелия. Считая газы идеальными и их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований.

$1)$ Парциальное давление аргона уменьшилось.
$2)$ Давление смеси газов в сосуде не изменилось.
$3)$ Концентрация гелия увеличилась.
$4)$ В начале опыта плотности газов были одинаковые.
$5)$ В начале опыта внутренние энергии газов были одинаковые.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится $2$ моль гелия. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Масса гелия в цилиндре постоянна. Атмосферное давление считать постоянным. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния гелия.

$1)$ При сжатии гелия в цилиндре внешние силы совершают отрицательную работу.
$2)$ При медленном повышении температуры давление гелия в сосуде увеличивается.
$3)$ При медленном понижении температуры сила давления гелия на поршень не изменяется.
$4)$ Если на поршень насыпать некоторое количество песка, не меняя температуры гелия, то давление гелия после того, как система придет в равновесие, будет равно первоначальному давлению.
$5)$ При медленном повышении температуры объем, занимаемый гелием, увеличивается.

Идеальный газ, количество которого неизменно, в некотором процессе $1$–$2$ совершил положительную работу $100 \, \text{Дж}.$ Внутренняя энергия газа в этом процессе изменилась на $120 \, \text{Дж}.$ Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения относительно проведенного процесса.

$1)$ Этот процесс представляет собой замкнутый цикл.
$2)$ В результате этого процесса газ отдал количество теплоты окружающим телам $(\Delta Q_{12}<0).$
$3)$ В результате этого процесса температура газа могла как повыситься, так и понизиться.
$4)$ Объем газа в этом процессе уменьшился.
$5)$ Объем газа в этом процессе увеличился.

В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится воздух с относительной влажностью $60\%$ при температуре $100^\circ\text{C}.$ Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно $100 \, \text{кПа}.$ Объем сосуда медленно уменьшают, сохраняя температуру воздуха постоянной. В конечном состоянии объем сосуда в $2$ раза меньше начального. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам проведенного эксперимента.

$1)$ При уменьшении объема сосуда в $1.5$ раза на стенках появляется роса.
$2)$ В конечном состоянии парциальное давление пара равно $100 \, \text{кПа}.$
$3)$ Парциальное давление пара в сосуде все время увеличивается.
$4)$ В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.
$5)$ В конечном состоянии масса пара в сосуде меньше, чем в начальном состоянии.

Пористая неподвижная перегородка расположена посередине сосуда. В его левой половине находится $4$ моль гелия, а в правой — $40 \, \text{г}$ аргона. Перегородка является непроницаемой для молекул аргона и может свободно пропускать только молекулы гелия. Температуры газов равны и постоянны. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

$1)$ Концентрация гелия в правой половине сосуда в $2$ раза меньше концентрации аргона.
$2)$ Давление газов в правой половине сосуда в $1.5$ раза больше давления газа в левой половине.
$3)$ В правой половине сосуда общее число молекул газов больше, чем в левой половине.
$4)$ Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул аргона больше, чем у молекул гелия.
$5)$ В результате установления равновесия давление газа в левой половине сосуда увеличилось в $2$ раза.

В сосуде с поршнем относительная влажность воздуха равна $50\%.$ Объем сосуда медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в $3$ раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, соответствующие результатам эксперимента.

$1)$ При уменьшении объема сосуда в $1.5$ раза на стенках появляется роса.
$2)$ Давление пара в сосуде все время увеличивается.
$3)$ В конечном состоянии масса пара в сосуде меньше, чем в начальном состоянии.
$4)$ При уменьшении объема сосуда в $2$ раза пар в нем стал насыщенным.
$5)$ В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

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

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

1) В процессе$СD$газ изохорно охлаждается.

2) В процессе$AB$газу сообщают положительное количество теплоты.

3) В процессе$BC$газ отдаёт положительное количество теплоты.

4) В процессе$DA$газ изотермически сжимают.

5) В процессе$BC$плотность газа увеличивается.

С идеальным газом происходит циклический процесс$1-2-3-4-1,\ pV$-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет$400\ К.$

На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1) Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает$0,5\ моль.$

2) Работа газа при его изобарном расширении равна$400\ Дж.$

3) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна$100\ Дж.$

4) На участке$2-3$газ отдаёт положительное количество теплоты.

5) Минимальная температура газа в циклическом процессе равна$100\ К.$

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре происходит процесс $а\rightarrow b\rightarrow с,$$рV$-диаграмма которого представлена на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этого процесса.

1) B процессе $a\rightarrow b$ внутренняя энергия пара постоянна.

2) В состоянии а водяной пар является ненасыщенным.

3) В процессе $b\rightarrowс$ плотность пара уменьшается.

4) В процессе $a\rightarrow b$ масса капли воды уменьшается.

5) В процессе $b\rightarrowс$ от пара отводится положительное количество теплоты.

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа$р$от объёма$V.$Масса газа в процессе не изменяется. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.

1) Плотность газа максимальна в состоянии$1.$

2) В ходе процесса 1-2-3 среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается в$3$раза.

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

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

5) Абсолютная температура газа максимальна в состоянии$3.$

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рис.). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна$123\ °С,$а в части Б равна$303\ К.$Количество газа одинаково в обеих частях сосуда.

Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.

1) При теплообмене газ в части$А$отдавал положительное количество теплоты, а газ в части$Б$его получал.

2) Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной$213\ °С.$

3) Внутренняя энергия газа в части$А$уменьшилась.

4) В процессе теплообмена газ в сосуде$Б$не совершал работы.

5) Температура газа в части$Б$понизилась.

Ha рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах$V-Т,$где$V$- объём газа,$Т$- абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.

Из приведённого ниже списка выберите вce верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.

1) Давление газа в процессе CD постоянно, при этом над газом внешние силы совершают положительную работу.

2) В процессе DA давление газа изохорно увеличивается.

3) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.

4) В состоянии В концентрация атомов газа минимальна.

5) В процессе ВС внутренняя энергия газа уменьшается.

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс$1-2-3-4-1,\ рV$-диаграмма которого представлена на рисунке.

Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет$400\ К.$Масса газа постоянна. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1) Минимальная температура в циклическом процессе равна$200\ К.$

2) Количество теплоты, переданное газу при изохорном нагревании, равно$900\ Дж.$

3) В процессе$2-3$газ получает положительное количество теплоты.

4) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна$100\ Дж.$

5) Работа газа за цикл равна$200\ Дж.$

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа$р$от объёма$V.$Масса газа в процессе не изменяется.

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

1) Концентрация молекул газа в процессе 2-3 оставалась постоянной.

2) В ходе процесса 1-2-3 средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа увеличивается в 3 раза.

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

4) В процессе 1-2 абсолютная температура газа изобарно увеличилась в 4 раза.

5) Абсолютная температура газа минимальна в состоянии 3.

Твёрдый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты и температуры образца$t.$

Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.

1) В состоянии$2$вещество полностью расплавилось.

2) На участке $0-1$внутренняя энергия вещества не изменяется.

3) Температура плавления вещества равна$40\ °С.$

4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом.

5) Для того чтобы полностью расплавить образец вещества, уже находящийся при температуре плавления, ему надо передать количество теплоты, равное$40\ кДж.$

Ha рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах$V-Т,$где$V$- объём газа,$Т$- абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.

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

1) Давление газа в процессе CD постоянно, при этом внешние силы совершают над газом положительную работу.

2) В процессе DA давление газа изохорно уменьшается.

3) В процессе АВ газ отдаёт в окружающую среду положительное количество теплоты.

4) В состоянии В концентрация атомов газа максимальна.

5) В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся постоянной.

Твердый образец вещества нагревают в печи. На графике представлены результаты измерения поглощённого количества теплоты$Q$и температуры образца$t.$

Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений.

1) В состоянии$2$вещество расплавилось наполовину.

2) На участке$0-1$внутренняя энергия вещества возрастает.

3) Температура кипения вещества равна$40\ °С.$

4) Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии больше, чем в твёрдом.

5) Для того чтобы увеличить температуру этого образца вещества в жидком состоянии на$40\ °С,$ему надо передать количество теплоты, равное$180\ кДж.$

В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объём сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке показан график изменения со временем$t$концентрации$n$молекул паров аммиака внутри сосуда. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно описанного процесса.

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.

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс$1-2-3-4-1,\ рV$-диаграмма которого представлена на рисунке.

Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет$400\ К.$Масса газа постоянна. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1) Минимальная температура в циклическом процессе равна$150\ К.$

2) Количество теплоты, переданное газу при изохорном нагревании, равно$1500\ Дж.$

3) В процессе$2-3$газ отдаёт положительное количество теплоты.

4) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна$200\ Дж.$

5) Работа газа за цикл равна$400\ Дж$

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рис.). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части$А$равна$303\ К,$а в части$Б$равна$20\ °С.$Количество газа одинаково в обеих частях сосуда.

Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.

1) При теплообмене газ в части$Б$отдавал положительное количество теплоты, а газ в части$А$его получал.

2) Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной$298\ К.$

3) Внутренняя энергия газа в части$А$не изменилась.

4) В процессе теплообмена газ в сосуде$А$совершил работу.

5) Температура газа в части$Б$повысилась.