Задание 24 ЕГЭ по физике · 003B51
Изменение количества газа
Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый сосуд – со вторым, второй – с третьим. Первоначально давление газа в сосудах было равно соответственно р, 3р и р. В ходе опыта сначала открыли и закрыли кран, соединяющий второй и третий сосуды, а затем открыли и закрыли кран, соединяющий первый сосуд со вторым. Как изменилось в итоге (уменьшилось, увеличилось или осталось неизменным) количество газа в первом сосуде? (Температура газа оставалась в течение всего опыта неизменной.)
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Обозначим объём каждого сосуда через V, а температуру газа — через T. При постоянной температуре количество вещества в сосуде пропорционально произведению давления на объём: ν=pVRT.
Сначала соединяют второй и третий сосуды. Их объёмы одинаковы, поэтому после установления равновесия давление в обоих сосудах будет равно среднему начальному давлению:
p23=3pV+pV2V=2p
Затем соединяют первый и второй сосуды. Перед этим давление в первом сосуде равно p, а во втором — 2p. После перераспределения газа в двух одинаковых сосудах установится давление:
p12=pV+2pV2V=3p2
В первом сосуде давление увеличилось с p до 3p2. Так как его объём и температура неизменны, количество газа в нём также увеличилось:
ν1 послеν1 до=p12p=32
Сначала соединяют второй и третий сосуды. Их объёмы одинаковы, поэтому после установления равновесия давление в обоих сосудах будет равно среднему начальному давлению:
p23=3pV+pV2V=2p
Затем соединяют первый и второй сосуды. Перед этим давление в первом сосуде равно p, а во втором — 2p. После перераспределения газа в двух одинаковых сосудах установится давление:
p12=pV+2pV2V=3p2
В первом сосуде давление увеличилось с p до 3p2. Так как его объём и температура неизменны, количество газа в нём также увеличилось:
ν1 послеν1 до=p12p=32
Пример ответа
Количество газа в первом сосуде увеличилось в 3/2 раза, то есть на 50% по сравнению с первоначальным.
Источник: Открытый банк ФИПИ 003B51
Похожие задания
24Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F529224В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре – 20 °С, налили 0,2 кг воды при…Равновесие льда и воды · 104DB0
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.