Банк заданий ЕГЭ по физике

В качестве рабочего тела в тепловой машине используется идеальный одноатомный газ, который совершает циклический процесс, состоящий из изобарного нагревания (1→2), изохорного охлаждения (2→3) и адиабатного сжатия (3→1). КПД этой тепловой машины 20%. Найдите отношение работы A₁₂, совершённой газом в изобарном процессе, к работе A'₃₁, совершённой над газом при адиабатном сжатии.

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной с жёсткостью k. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно L, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению p₀ (см. рисунок). Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна площадь поршня S?

В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l₁ = 30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l₂ = 23,8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.

В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

В комнате размерами 6 м × 5 м × 3 м, в которой воздух имеет температуру 20 °C и относительную влажность 35%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,36 кг/ч. Сколько времени необходимо работать увлажнителю, чтобы относительная влажность воздуха в комнате стала равна 70%? Давление насыщенного водяного пара при температуре 20 °C равно 2,33 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p₁ = 4·10⁵ Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L = 30 см. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см². В результате медленного нагревания газа поршень некоторое время покоился, а затем медленно сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной F_тр = 3·10³ Н. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.

Сосуд с воздухом, отделённым от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле t₁ =18 °С. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры t₂ должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли? Начальный объём воздуха в сосуде V₁ = 2 дм³. Масса сосуда с поршнем m = 2,2 кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой ρ = 7800 кг/м³.  Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см², ограниченном сверху подвижным поршнем массой M = 1 кг, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте H = 13 см от дна сосуда. На какой высоте h от дна сосуда окажется поршень, если на него положить груз массой m = 0,5 кг? (Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление принять равным 10⁵ Па.) Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.

 Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится 1=2 моль гелия при температуре T₁=400 К; во втором - 2=3 моль аргона при температуре T₂=300 К. Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится p = 5,4 кПа. Определите объём V одного сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

С идеальным одноатомным газом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты Q₁, в результате чего его температура повысилась на ΔТ = 1 К. Во втором опыте, предоставив газу возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q₂, которое на 208 Дж больше, чем Q₁. В результате температура газа повысилась, как и в первом случае, на ΔТ. Какова, по данным этих двух опытов, молярная масса газа, если его масса m = 1 кг?