Как решать задание ЕГЭ — урок. Физика (СПО), Программа 144 ч..

Характеристика задания

1. Какой тип ответа: полное решение задачи с законами и формулами, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и единицей измерения.

2. Какова структура содержания задания: расчётная задача с неявно заданной физической моделью с использованием законов и формул из раздела физики «Молекулярная физика и термодинамика».

3. Какой уровень сложности задания: высокий.

4. Как оценивается задание: проверка выполнения заданий части $2$ проводится экспертами на основе специально разработанной системы критериев, где правильный ответ на задание оценивается $3$ баллами —

а) $3$ балла — приведено полное решение, включающее в себя положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом, описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением констант), представлены необходимые математические преобразования и расчёты, представлен правильный ответ с указанием единиц измерения;

б) $2$ балла — правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы и приведены преобразования, но имеется один или несколько недостатков: описаны не все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин, в решении имеются лишние записи (возможно, неверные), которые не отделены от решения или не зачёркнуты, в математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки и (или) пропущены логически важные шаги;

в) $1$ балл — выставляется в следующих случаях: представлены только положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи без каких-либо преобразований, направленных на решение задачи, в решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи, но присутствуют верные преобразования с имеющимися формулами, в одной из исходных формул допущена ошибка, но присутствуют верные преобразования с имеющимися формулами;

г) $0$ баллов — все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в $1$, $2$ и $3$ балла.

При автоматической проверке заданий (ЯКласс) правильный ответ также оценивается $3$ баллами.

Пример:

(раздел физики «Молекулярная физика и термодинамика», блок раздела «Молекулярная физика»):

при относительной влажности $82$ % под поршнем в резервуаре находится воздух.

Определи массу водяных паров в этом воздухе, если после уменьшения объёма в $4$ раза она стала равна $14$ г.
Колебаний температуры в этом процессе не наблюдалось.

(Ответ округли до целого числа.)

Что проверяет задание: для правильного выполнения необходимо хорошо ориентироваться в формулировке всех законов, свойствах физических явлений из $2$ блоков раздела физики «Молекулярная физика и термодинамика»:

- молекулярная физика и термодинамика.

Как решить задание из примера?

Дано	Решение
$T = const$; $φ$ $=$ $82$ %; $m_1 = 14$ г; $V_0 = 4V_1$	1. Физическая модель: - водяной пар в резервуаре $V$ является разрежённым газом, который подчиняется уравнению Менделеева — Клапейрона; - относительная влажность воздуха определяется как отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенных паров при данной температуре. Температура в сосуде не изменяется, поэтому не изменяется давление насыщенных паров; - при постоянной температуре $pV = const$, поэтому при уменьшении объёма пара в четыре раза давление увеличится во столько же раз, следовательно, относительная влажность воздуха тоже должна увеличиться в четыре раза, но относительная влажность воздуха не может быть больше $100$ %, это означает, что при этом значении относительной влажности пар начинает конденсироваться; - в результате уменьшения объёма сосуда масса пара уменьшится, а масса воды увеличится; - до сжатия состояние $1$ — ($p_{пара}$, $T$, $V_0$, $m_0$); - после сжатия состояние $2$ — ($p_{насыщ. пара}$, $T$, $V_1$, $m_1$). 2. Физические законы: - относительная влажность воздуха: $φ = \frac{p_{пара} (T)}{p_{насыщ . пара} (T)} \cdot 100 %$ ; - уравнение Менделеева — Клапейрона (уравнение для состояния идеального газа): $pV = \frac{m}{M} RT$ ; - закон Бойля — Мариотта: $T = const \Rightarrow pV = const$ , $φ$ — относительная влажность воздуха, $p_{пара}$ — парциальное давление, $p_{насыщ. пара}$ — давление насыщенного пара; - давление пара в состоянии $1$: $p_{пара} = \frac{m_0RT}{MV_0}$; ($1$) - давление пара в состоянии $2$: $p_{насыщ. пара} = \frac{m_1RT}{MV_1}$; ($2$) - отношение между давлениями можно выразить через относительную влажность: $p_{пара} (T) = \frac{φ}{100 %} \cdot p_{насыщ . пара} (T)$ . ($3$) 3. Математическое решение задачи: - подставим в формулу ($3$) значение относительной влажности: $p_{пара} (T) = 0,82 p_{насыщ . пара} (T)$ ; ($4$) - выразим отношение объёмов: $V_0 = 4V_1$; ($5$) - подставим формулы ($2$), ($3$) и ($5$) в формулу ($4$): $\frac{m_{0} RT}{4 M V_{1}} = 0,82 \frac{m_{1} RT}{M V_{1}}$ ; $\frac{m_{0}}{4} = 0,82 m_{1} \Rightarrow m_{0} = 3,28 m_{1}$ ; $m_{0} = 3,28 \cdot 14 г = 46 г$
Найти: $m_0$	Правильный ответ: $46$ г
Типичные ошибки	1. Обрати внимание на выделение для каждого состояния газа трёх параметров: давления $p$, объёма $V$, температуры $T$. 2. Обрати внимание на запись уравнения состояния идеального газа для различных изопроцессов

Какова форма ответа: запиши в бланк ответов № $2$ полное решение задачи.

Вернуться в тему

Следующее задание

Дано	Решение
\(T = const\); $φ$ \(=\) \(82\) %; \(m_1 = 14\) г; \(V_0 = 4V_1\)	1. Физическая модель: - водяной пар в резервуаре \(V\) является разрежённым газом, который подчиняется уравнению Менделеева — Клапейрона; - относительная влажность воздуха определяется как отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенных паров при данной температуре. Температура в сосуде не изменяется, поэтому не изменяется давление насыщенных паров; - при постоянной температуре \(pV = const\), поэтому при уменьшении объёма пара в четыре раза давление увеличится во столько же раз, следовательно, относительная влажность воздуха тоже должна увеличиться в четыре раза, но относительная влажность воздуха не может быть больше \(100\) %, это означает, что при этом значении относительной влажности пар начинает конденсироваться; - в результате уменьшения объёма сосуда масса пара уменьшится, а масса воды увеличится; - до сжатия состояние \(1\) — (\(p_{пара}\), \(T\), \(V_0\), \(m_0\)); - после сжатия состояние \(2\) — (\(p_{насыщ. пара}\), \(T\), \(V_1\), \(m_1\)). 2. Физические законы: - относительная влажность воздуха: $φ = \frac{p_{пара} (T)}{p_{насыщ . пара} (T)} \cdot 100 %$ ; - уравнение Менделеева — Клапейрона (уравнение для состояния идеального газа): $pV = \frac{m}{M} RT$ ; - закон Бойля — Мариотта: $T = const \Rightarrow pV = const$ , $φ$ — относительная влажность воздуха, \(p_{пара}\) — парциальное давление, \(p_{насыщ. пара}\) — давление насыщенного пара; - давление пара в состоянии \(1\): \(p_{пара} = \frac{m_0RT}{MV_0}\); (\(1\)) - давление пара в состоянии \(2\): \(p_{насыщ. пара} = \frac{m_1RT}{MV_1}\); (\(2\)) - отношение между давлениями можно выразить через относительную влажность: $p_{пара} (T) = \frac{φ}{100 %} \cdot p_{насыщ . пара} (T)$ . (\(3\)) 3. Математическое решение задачи: - подставим в формулу (\(3\)) значение относительной влажности: $p_{пара} (T) = 0,82 p_{насыщ . пара} (T)$ ; (\(4\)) - выразим отношение объёмов: \(V_0 = 4V_1\); (\(5\)) - подставим формулы (\(2\)), (\(3\)) и (\(5\)) в формулу (\(4\)): $\frac{m_{0} RT}{4 M V_{1}} = 0,82 \frac{m_{1} RT}{M V_{1}}$ ; $\frac{m_{0}}{4} = 0,82 m_{1} \Rightarrow m_{0} = 3,28 m_{1}$ ; $m_{0} = 3,28 \cdot 14 г = 46 г$
Найти: \(m_0\)	Правильный ответ: \(46\) г
Типичные ошибки	1. Обрати внимание на выделение для каждого состояния газа трёх параметров: давления \(p\), объёма \(V\), температуры \(T\). 2. Обрати внимание на запись уравнения состояния идеального газа для различных изопроцессов

1. Как решать задание ЕГЭ

Теория: