Задание 24 ЕГЭ по физике · 8A1211
Доля теплоты в работе пара
В вертикальном цилиндре, закрытом сверху лёгким поршнем, находится этиловый спирт при температуре кипения t=78 °C. При сообщении спирту количества теплоты Q часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу А. Удельная теплота парообразования спирта L=846⋅103 Дж/кг, а его молярная масса – 46⋅10−3 кг/моль. Какая часть подведённого к этиловому спирту количества теплоты переходит в работу? Объёмом жидкого этилового спирта пренебречь; считать, что атмосферное давление постоянно, а пары спирта – идеальный газ.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Пусть масса испарившегося спирта равна m. Всё подведённое количество теплоты расходуется на парообразование:
Q=mL
Пары спирта считаем идеальным газом. При изобарном расширении при температуре кипения работа газа равна:
A=pΔV=nRT=mMRT
Температура кипения в абсолютной шкале равна:
T=t+273=78+273=351 К
Найдём долю подведённой теплоты, которая переходит в работу:
AQ=(m/M)RTmL=RTML
Подставим численные значения:
AQ=8.31⋅35146⋅10−3⋅846⋅103≈0.075
Q=mL
Пары спирта считаем идеальным газом. При изобарном расширении при температуре кипения работа газа равна:
A=pΔV=nRT=mMRT
Температура кипения в абсолютной шкале равна:
T=t+273=78+273=351 К
Найдём долю подведённой теплоты, которая переходит в работу:
AQ=(m/M)RTmL=RTML
Подставим численные значения:
AQ=8.31⋅35146⋅10−3⋅846⋅103≈0.075
Пример ответа
В работу переходит доля A/Q ≈ 0.075, то есть примерно 7.5% подведённого количества теплоты.
Источник: Открытый банк ФИПИ 8A1211
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый 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 · 0F5292
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.