ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Молекулярная. Задача 9.30

[Александр Сакович]

9.30 (12.36). При одинаковой температуре 20 °С давление насыщенных паров воды равно 17,4 мм рт. ст., сероуглерода — 198 мм рт. ст., а эфира — 442 мм рт. ст.
Из предложенного перечня выберите все правильные утверждения, согласующиеся с этими данными.
1) При одном и том же внешнем давлении эфир кипит при более высокой температуре, чем сероуглерод.
2) При одном и том же внешнем давлении температура кипения воды выше, чем у сероуглерода.
3) Для нагревания 1 кг сероуглерода до температуры кипения необходимо количество теплоты, равное 198 кДж.
4) Эфир закипит, когда давление его насыщенных паров превысит 442 мм рт. ст.
5) При кипении в открытом сосуде давление насыщенных паров эфира равно атмосферному давлению.
Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Теория. Кипение жидкости начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара жидкости в пузырьках становится равным внешнему давлению p_вн в жидкости. Поэтому, чем ниже давление p_нп насыщенного пара, тем больше нужно увеличивать это давление до p_вн. А для этого жидкость нужно нагревать до более высокой температуры, т.е. температура кипения t_кип жидкости выше.
Анализ условия. 1) По условию при 20 °С самое большое давление насыщенных паров у эфира, самое малое у воды. Следовательно, среди трех жидкостей (воды, сероуглерода и эфира), самая высокая температура кипения у воды, самая низкая у эфира.

Решение. Проверим каждое утверждение.
1) При одном и том же внешнем давлении эфир кипит при более высокой температуре, чем сероуглерод.
2) При одном и том же внешнем давлении температура кипения воды выше, чем у сероуглерода.
Самая высокая температура кипения у воды, самая низкая у эфира (см. анализ условия).
Утверждение № 1 неверное.
Утверждение № 2 верное.

3) Для нагревания 1 кг сероуглерода до температуры кипения необходимо количество теплоты, равное 198 кДж.
Для вычислений необходимы значения удельной теплоемкости жидкого сероуглерода и его температуры кипения. Этих величин нет в справочных данных, поэтому вычисления невозможны.
Утверждение № 3 неверное.

4) Эфир закипит, когда давление его насыщенных паров превысит 442 мм рт. ст.
5) При кипении в открытом сосуде давление насыщенных паров эфира равно атмосферному давлению.
При кипении жидкости давление ее насыщенных паров в пузырьках равно внешнему давлению p_вн в этой жидкости. В открытом сосуде внешнее давление равно атмосферному p_атм = 10⁵ Па ≈ 750 мм рт. ст.
Утверждение № 4 неверное.
Утверждение № 5 верное.
Ответ: 25.