Задание 9 ЕГЭ по физике 2027: молекулярная физика, выбор верных утверждений

Часть 1 — краткий ответ (задания 1–20) · ЕГЭ по физике

Задание 9. Молекулярная физика: выбор верных утверждений

Анализ теплового процесса: выбор двух-трёх верных утверждений. 2 балла · повышенный уровень · ≈7 минут · раздел: молекулярная физика и термодинамика. Форма ответа — две или три цифры, порядок записи значения не имеет. 100 заданий с проверкой ответа и разбором.

Простыми словами

Газ в цилиндре с поршнем: его греют, сжимают, дают расшириться. По описанию или графику нужно понять, что при этом происходит с давлением, температурой, энергией, и отобрать верные утверждения. Главный инструмент — первый закон термодинамики и законы изопроцессов.

Анализ процесса из молекулярной физики и термодинамики. Выбрать два или три верных утверждения из пяти; порядок цифр не важен. 2 балла: всё верно — 2; одна ошибка (лишняя или недостающая цифра) — 1; больше — 0.

Что постоянно в каждом процессе

Первый закон: $Q = Δ U + A$ , где $Q$ — теплота, полученная газом; $Δ U = \frac{3}{2} ν R Δ T$ — изменение внутренней энергии (одноатомный газ); $A$ — работа газа.

Процесс	Закон	$A$	$Δ U$	$Q$
Изотермический ( $T$ = const)	$p V = const$	расширение $A > 0$	$0$	$Q = A$
Изобарный ( $p$ = const)	$\frac{V}{T} = const$	$p Δ V$	$\frac{3}{2} p Δ V$	$\frac{5}{2} p Δ V$
Изохорный ( $V$ = const)	$\frac{p}{T} = const$	$0$	$\frac{3}{2} V Δ p$	$Q = Δ U$
Адиабатный ( $Q = 0$ )	—	$A = - Δ U$	сжатие — растёт	$0$

Знак теплоты выводят, а не угадывают. Изотермическое сжатие: $Δ U = 0$ , газ совершает отрицательную работу ( $A < 0$ ) — значит, $Q < 0$ : газ отдаёт теплоту.

Работа — площадь под графиком

При расширении газ совершает работу, равную площади под графиком

p (V)

Расширение

V

растёт → газ совершает работу,

A > 0

Сжатие

V

уменьшается → работу совершают над газом,

A < 0

Замкнутый циклработа за цикл — площадь внутри петли

Разбор заданий

Газ изобарно расширяется при $p = 1 0^{5}$ Па: объём от 0,02 до 0,08 м³; начальная температура 300 К. Проверим утверждения.

Объём вырос в 4 раза → $T_{2} = 4 \cdot 300 = 1200$ К (при $p$ = const $V \sim T$ ).
Работа газа: $A = p Δ V = 1 0^{5} \cdot 0, 06 = 6000$ Дж.
Внутренняя энергия (одноатомный газ): $Δ U = \frac{3}{2} p Δ V = 9000$ Дж — выросла.
Теплота: $Q = 9000 + 6000 = 15000$ Дж — газ её получил.
Концентрация $n = \frac{N}{V}$ уменьшилась в 4 раза.

Объём уменьшили с 4 л до 2 л, начальное давление 400 кПа.

$p_{2} = \frac{p _{1} V _{1}}{V _{2}} = 800$ кПа — давление выросло вдвое.
$T$ = const → внутренняя энергия и средняя кинетическая энергия молекул не изменились.
Над газом совершили работу, газ отдал столько же теплоты.

Начинайте разбор с вопроса «что постоянно?»: изотерма — $T$ и $U$ ; изохора — $V$ и $A = 0$ ; изобара — $p$ , а $A = p Δ V$ .

Посмотреть на модели

Интерактивные модели Лаборатории по темам этого номера: величины в них меняются ползунками, и видно, что от чего зависит.

Газовые законысравните изотерму, изобару и изохору МКТ: температура, скорость молекул, диффузиянагрейте газ и смотрите, как молекулы бьют по стенке чаще и сильнее Насыщенный пар и влажность воздухаохлаждайте комнату, пока на окне не выпадет роса Броуновское движениеследите за пылинкой в толпе молекул — и за тем, как её средний квадрат смещения растёт по прямой Распределение молекул по скоростямизмеряйте скорость случайной молекулы по одной — и смотрите, как гистограмма ложится на кривую Максвелла Испарение и кипение: молекулярная картинасмотрите, какие молекулы вылетают из жидкости — и почему она от этого остывает Три способа передачи тепланагрейте конец стержня, воду в кастрюле и руку у костра — и увидите три разных механизма Адиабата и изотерматяните поршень и сравните, как идут адиабата и изотерма на диаграмме p–V

Где это проходят в школе

Материал этого номера разбирается в школьном курсе:

Термодинамика, 10 класс

Посмотреть и посчитать

Модели

Газовые законы Тепловая машина и первый закон термодинамики

Примеры заданий 9 ЕГЭ по физике

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Укажите номера двух верных утверждений.

Лёд массой 1 кг при температуре −20 °C нагревают и полностью расплавляют. Удельная теплоёмкость льда — 2,1·10³ Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда — 3,3·10⁵ Дж/кг.

На нагревание льда от −20 °C до 0 °C нужно 84000 Дж.
Во время плавления температура смеси растёт.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 330000 Дж.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 42000 Дж.
На нагревание льда от −20 °C до 0 °C нужно 42000 Дж.

Показать ответ

Ответ: 35 (порядок цифр любой)
Решение. Разбор по пунктам: 1) неверно — перепад температур здесь 20 °C, а не 40 °C: 42000 Дж 2) неверно — температура плавления постоянна, пока есть и лёд, и вода 3) верно — Q = λ·m = 3,3·10⁵·1 = 330000 Дж 4) неверно — это теплота нагревания, а не плавления: 330000 Дж 5) верно — Q = c·m·Δt = 2100·1·20 = 42000 Дж Верные утверждения: 3, 5.

Проанализируйте процесс и выберите три верных утверждения.

Во время плавления температура смеси растёт.
На нагревание льда от −20 °C до 0 °C нужно 42000 Дж.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 330000 Дж.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 42000 Дж.
Во время плавления внутренняя энергия вещества растёт.

Показать ответ

Ответ: 235 (порядок цифр любой)
Решение. Разбор по пунктам: 1) неверно — температура плавления постоянна, пока есть и лёд, и вода 2) верно — Q = c·m·Δt = 2100·1·20 = 42000 Дж 3) верно — Q = λ·m = 3,3·10⁵·1 = 330000 Дж 4) неверно — это теплота нагревания, а не плавления: 330000 Дж 5) верно — теплота поглощается, хотя температура и не меняется Верные утверждения: 2, 3, 5.

Из списка утверждений выберите верные — их два.

Лёд массой 2 кг при температуре −20 °C нагревают и полностью расплавляют. Удельная теплоёмкость льда — 2,1·10³ Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда — 3,3·10⁵ Дж/кг.

На плавление всего льда при 0 °C нужно 84000 Дж.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 660000 Дж.
Во время плавления температура смеси не меняется.
Во время плавления температура смеси растёт.
Во время плавления внутренняя энергия вещества постоянна.

Показать ответ

Ответ: 23 (порядок цифр любой)
Решение. Разбор по пунктам: 1) неверно — это теплота нагревания, а не плавления: 660000 Дж 2) верно — Q = λ·m = 3,3·10⁵·2 = 660000 Дж 3) верно — вся подводимая теплота идёт на разрушение кристаллической решётки 4) неверно — температура плавления постоянна, пока есть и лёд, и вода 5) неверно — энергия идёт на разрыв связей между молекулами Верные утверждения: 2, 3.

Выберите из списка три утверждения, которые верны.

Лёд массой 4 кг при температуре −20 °C нагревают и полностью расплавляют. Удельная теплоёмкость льда — 2,1·10³ Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда — 3,3·10⁵ Дж/кг.

Во время плавления температура смеси не меняется.
На нагревание льда от −20 °C до 0 °C нужно 168000 Дж.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 168000 Дж.
Во время плавления внутренняя энергия вещества постоянна.
На плавление всего льда при 0 °C нужно 1320000 Дж.

Показать ответ

Ответ: 125 (порядок цифр любой)
Решение. Разбор по пунктам: 1) верно — вся подводимая теплота идёт на разрушение кристаллической решётки 2) верно — Q = c·m·Δt = 2100·4·20 = 168000 Дж 3) неверно — это теплота нагревания, а не плавления: 1320000 Дж 4) неверно — энергия идёт на разрыв связей между молекулами 5) верно — Q = λ·m = 3,3·10⁵·4 = 1320000 Дж Верные утверждения: 1, 2, 5.