Задание 24 №9384 — ЕГЭ по физике

Возможное решение.

1. В соответствии с первым началом термодинамики подводимое количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии системы и совершённой механической работы: $Q=\Delta U+A$. При кипении спирта происходит его изобарное расширение. Работа пара $A=p\Delta V$, где $p$ — атмосферное давление, $\Delta V$ — изменение объёма.

2. Считая пар идеальным газом, воспользуемся уравнением Менделеева — Клапейрона для определения изобарного изменения объёма за счёт испарившегося спирта массой $\Delta m$: $p\Delta V=\dfrac{\Delta m}{M}RT$, где $M=46\cdot10^{-3}$ кг/моль — молярная масса спирта, $T=78+273=351$ К — температура кипения спирта. Отсюда $A=\dfrac{\Delta m}{M}RT$.

3. Количество теплоты $Q$, необходимое для парообразования массы спирта, прямо пропорционально удельной теплоте парообразования $L$: $Q=\Delta mL$.

4. Искомая величина определяется отношением $\dfrac{\Delta U}{A}=\dfrac{Q-A}{A}=\dfrac{ML}{RT}-1=\dfrac{46\cdot10^{-3}\cdot846\cdot10^3}{8{,}31\cdot351}-1\approx12{,}3$.

Ответ: $\dfrac{\Delta U}{A}\approx12{,}3$.