ФИПИ № BA06BC ↗В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см2, под подвижным поршнем массой М = 1 кг с лежащим на нём грузом массой m = 0,5 кг находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте h1 = 13 см от дна сосуда. На сколько изменится эта высота, если груз снять с поршня? Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление равно 105 Па. Трение между стенками и поршнем не учитывать.

ФИПИ · ЕГЭ · Физика · Задание 23

Задание 23. Расчётная задача: молекулярная физика

36 заданий открытого банка ФИПИ с развёрнутым ответом: напишите ответ на бумаге, при затруднении — подсказка; потом сверьтесь с образцом ответа и критериями эксперта и отметьте, получилось ли.

Родителю: как помочь с темой «Задание 23. Расчётная задача: молекулярная физика»

В теме 10 подтем: Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом молекул N (с постоянным количеством вещества ν), Квантовая физика, Количество теплоты, Модели строения газов, жидкостей и твердых тел, Модель идеального газа в термодинамике, Молекулярная физика, Принципы действия тепловых машин, Тепловое равновесие и температура и ещё 2.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Решено

Правильно

Точность

Задания открытого банка ФИПИ «Задание 23. Расчётная задача: молекулярная физика» (физика). Развёрнутый ответ: на экзамене его проверяет эксперт по критериям.

Неофициальная копия. Условия заданий — из открытого банка заданий ФИПИ (fipi.ru); номер у каждого задания открывает его в банке ФИПИ. Ответы, подсказки, разборы и рисунки подготовлены reknow.ru. Нашли ошибку — нажмите «Сообщить об ошибке» у задания.

Серия: 0

Примеры заданий

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

ФИПИ № BA06BC ↗

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см², под подвижным поршнем массой М = 1 кг с лежащим на нём грузом массой m = 0,5 кг находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте h₁ = 13 см от дна сосуда. На сколько изменится эта высота, если груз снять с поршня? Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление равно 10⁵ Па. Трение между стенками и поршнем не учитывать.

Показать ответ

Ответ: увеличится ≈ на 1,1 см
Решение.

Давление под поршнем

p = p_{0} + \frac{M g}{S}

; изотерма при постоянном сечении:

p_{1} h_{1} = p_{2} h_{2}

Дано: $S = 5 \cdot 10^{- 4}$ м², $M = 1$ кг, $m = 0,5$ кг, $h_{1} = 13$ см, $p_{0} = 10^{5}$ Па.
1) С грузом: $p_{1}$ $= p_{0}$ $+ \frac{(M + m) g}{S}$ $= 10^{5}$ $+ \frac{15}{5 \cdot 10^{- 4}}$ $= 1,3$ $\cdot 10^{5}$ Па.
2) Без груза: $p_{2}$ $= p_{0}$ $+ \frac{M g}{S}$ $= 1,2$ $\cdot 10^{5}$ Па.
3) Закон Бойля–Мариотта:
$h_{2}$ $= h_{1} \frac{p_{1}}{p_{2}}$ $= 13$ $\cdot \frac{130}{120}$ $\approx 14,1 см$
4) Высота увеличится на $Δ h \approx 1,1$ см.
Что проверяет эксперт: условие равновесия поршня с учётом атмосферного давления, закон Бойля–Мариотта, ответ ≈ 1,1 см.
Ответ: увеличится ≈ на 1,1 см.

Забывают атмосферное давление и считают давление газа только от веса поршня — ответ сильно завышается.

Задание 23. Расчётная задача: молекулярная физика

О теме

Примеры заданий