Задание 4 ЕГЭ: МКТ и газовые законы
Задание 4 — идеальный газ: изопроцессы, уравнение Менделеева — Клапейрона, число молекул. Типовая схема: газ меняет один параметр, и спрашивают, как изменился другой. Ловушка задания — температура в цельсиях: в формулы она идёт только в кельвинах.
Что проверяет задание
Молекулярная физика. Это задание с коротким ответом, который проверяется автоматически. Одна арифметическая ошибка — ноль баллов, поэтому скорость и аккуратность здесь важнее гениальности.
Формулы к заданию
Разбор типовых задач
Пример 1
Газ в закрытом баллоне при 27 °C имеет давление 100 кПа. Баллон нагрели до 327 °C. Найди новое давление.
- Объём постоянен — изохорный процесс: p/T = const.
- Переводим температуру в кельвины: 27 °C — это 300 К, 327 °C — это 600 К.
- Давление растёт пропорционально абсолютной температуре.
Ответ: 200 кПа
Пример 2
Газ сжали изотермически: объём уменьшился с 4 л до 2 л, начальное давление 150 кПа. Найди новое давление.
- Температура постоянна — закон Бойля — Мариотта: p₁V₁ = p₂V₂.
- Подставляем состояния.
- Делим: 600 на 2.
Ответ: 300 кПа
Пример 3
В баллоне объёмом 16,62 л находится 2 моль газа при 300 К. Найди давление (R = 8,31 Дж/(моль·К)).
- Даны моль, температура и объём — это Менделеев — Клапейрон.
- Переводим объём: 16,62 л = 0,01662 м³, и выражаем давление.
- Числитель: 2 · 8,31 · 300 = 4986. Делим на 0,01662.
Ответ: 300 кПа
Тренажёр задания (числа меняются)
Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»
1 Газ в закрытом баллоне при 200 К имеет давление 97 кПа. Баллон нагрели до 400 К. Найди новое давление (кПа).
2 Газ изотермически сжали так, что объём уменьшился в 2 раза. Начальное давление 179 кПа. Найди новое давление (кПа).
3 В сосуде 3 моль газа. Сколько молекул в сосуде, если N_A ≈ 6·10²³ 1/моль? Ответ дай в единицах 10²³.
4 При изотермическом сжатии идеального газа его давление...
5 Температура газа 57 °C. Вырази её в кельвинах.
6 Газ в закрытом баллоне при 200 К имеет давление 112 кПа. Баллон нагрели до 400 К. Найди новое давление (кПа).
7 Газ изотермически сжали так, что объём уменьшился в 2 раза. Начальное давление 217 кПа. Найди новое давление (кПа).
8 В сосуде 5 моль газа. Сколько молекул в сосуде, если N_A ≈ 6·10²³ 1/моль? Ответ дай в единицах 10²³.
Типичные ошибки
- Подставляют температуру в цельсиях прямо в формулы. Всегда переводи в кельвины: T = t + 273.
- Путают изопроцессы: при изохорном постоянен объём, а не давление. Проверь, какой параметр зафиксирован в условии.
- Подставляют литры вместе с R = 8,31 Дж/(моль·К). R требует объём в м³: 1 л = 0,001 м³.
Повторить теорию по физике
Разбор задания опирается на формулы и приёмы — если тема вспоминается с трудом, сначала пробегите уроки:
- 10 классМолекулярная физика. Газовые законыИзотерма, изобара, изохора и уравнение Менделеева-Клапейрона: почему зимой падает давление в шинах и как не путать кельвины с Цельсием.
- 10 классОсновы МКТ. Идеальный газТри постулата МКТ, моль и число Авогадро: как из дрожащей пылинки и запаха духов вырастает модель идеального газа — с числами и тренажёром.
- 10 классДвижение по окружности. Угловая скорость. Центростремительное ускорениеКарусель, колёса и виражи: период, угловая скорость и центростремительное ускорение по формуле a = v²/R — коротко и с числами.
Формат задания 4 на экзамене
Балл за задание: 1. Ориентир по времени: ≈5 минут вместе с оформлением решения. Проверяемая тема: молекулярная физика. На тренировке лимитов нет — сначала точность, скорость придёт после 10–15 решённых задач. Планируйте экзамен так, чтобы не застревать: если решение не идёт — зафиксируйте промежуточный результат, переходите дальше и возвращайтесь в конце, потому что остальные задания дадут больше суммарных баллов.
Частые вопросы про задание 4
Что такое изопроцесс?
Процесс, в котором один из трёх параметров (давление, объём, температура) постоянен. Изохора — V = const, изотерма — T = const, изобара — p = const.
Зачем переводить температуру в кельвины?
Газовые законы работают с абсолютной температурой: пропорциональность p ~ T выполняется именно для неё. В градусах Цельсия точка нуля сдвинута, и все отношения ломаются.
Какое значение R брать в задачах?
R = 8,31 Дж/(моль·К). Тогда давление в паскалях, объём в м³, температура в кельвинах.