Задача с короткой понятной моделью: тепловой баланс, нагревание и плавление, газ в баллоне, влажность воздуха, тепловой двигатель. Часть 2, повышенный уровень: полное решение записывают на бланке № 2, до 2 баллов.
Часть
2
Ответ
развёрнутое решение на бланке № 2
Баллы
до 2 баллов
Проверяет
умение решать расчётные задачи по молекулярной физике и термодинамике с явно заданной физической моделью
Тепловой баланс — Горячее тело отдаёт столько теплоты, сколько получает холодное. Нагревание и плавление льда.
Газ и первый закон — Работа газа при постоянном давлении и изменение его внутренней энергии.
Уравнение состояния — Газ в баллоне нагрели или часть его вытекла: давление, температура, число молекул.
Влажность и пар — Относительная влажность — отношение плотности пара в воздухе к плотности насыщенного пара при той же температуре.
КПД теплового двигателя — КПД по теплоте от нагревателя и теплоте, отданной холодильнику; наибольший КПД по температурам.
Пример с полным разбором
Условие. Какое количество теплоты нужно, чтобы 0,5 кг льда, взятого при температуре −20 °С, превратить в воду при температуре 30 °С? Удельные теплоёмкости и теплоту плавления возьмите из справочных данных. Потерями теплоты пренебречь.
Процесс идёт в три этапа: лёд нагревается от t1=−20 °С до 0 °С, плавится, затем вода нагревается до t2=30 °С. Теплоту считают для каждого этапа отдельно.
Нагревание льда: Q1=cлm(0−t1)=2100⋅0,5⋅20=21000 Дж.
Плавление при 0 °С, температура не меняется: Q2=λm=3,3⋅105⋅0,5=165000 Дж.
Нагревание воды: Q3=cвm(t2−0)=4200⋅0,5⋅30=63000 Дж.
Всего: Q=Q1+Q2+Q3=249000 Дж =249 кДж.
Ответ:Q=249 кДж
Частые ошибки
В уравнении теплового баланса путают порядок вычитания, и разность температур выходит отрицательной.
Подставляют температуру в градусах Цельсия в уравнение состояния газа или в формулу наибольшего КПД.
Оставляют массу в граммах, объём в литрах, давление в килопаскалях.
В задаче с плавлением или кипением считают только нагревание.
Начинают решение сразу с чисел, без записанных законов.
Что нужно знать для задания 23
Оглавление курса «ЕГЭ по физике» под это задание. Содержание открывается после оплаты.
Что спрашивает задание номер 23
Как выглядит решение на два балла
Тепловой баланс и знак теплоты
Разбор: деталь остывает в воде
Первый закон термодинамики и работа газа
Уравнение состояния газа и переход между состояниями
2 балла — полное решение: записаны законы и формулы, необходимые для выбранного способа решения; описаны новые буквенные обозначения; проведены преобразования и расчёты с подстановкой чисел; дан правильный ответ с единицами измерения. Если условие просит рисунок, он тоже входит в полное решение. 1 балл — все нужные законы записаны и преобразования проведены, но есть недостатки: неполные рисунок или описание обозначений, незачёркнутые лишние записи, ошибки в преобразованиях или вычислениях, пропущенные важные шаги, нет ответа или в нём ошибка. В остальных случаях 0.
Что изменилось в задании 23 в 2027 году?
Тема. В 2026 году задача могла быть по молекулярной физике или по электродинамике, в 2027 году по обобщённому плану — только по молекулярной физике и термодинамике. Номер задания и максимальный балл прежние.
Какие обозначения можно не описывать?
Константы из справочных данных варианта, величины из условия и стандартные буквы в записи законов. Всё, что введено в решении впервые, — например, T для силы натяжения или a для ускорения, которого нет в условии, — описывают словами.