21-22.04.2026 Официальные задания, ответы на ВСОШ Пригласительный этап по Физике для 10 класса. У нас Вы найдете разборы заданий для 6,7,8,9,10 классов на все предметы. Ежедневно мы публикуем школьные работы, чтобы Вы могли пользоваться заданиями и ответами за символическую плату.
Задание 1.
Тепловая машина Ползунова (одна из первых тепловых машин) состоит из двух вертикальных цилиндров, в которых могут перемещаться массивные поршни, нагревателя, генерирующего водяной пар, резервуара с холодной водой, клапанов и системы приводов. Работает машина следующим образом.
- Первый такт. В начале такта поршень в одном из цилиндров находится почти у самого дна. Под поршень подают водяной пар при температуре tп= 105 °C. При этом поршень медленно поднимается, не совершая никакой полезной работы (цепь не натянута). Подача пара прекращается в тот момент, когда поршень оказывается у верхнего края цилиндра.
- Второй такт. В цилиндр впрыскивается холодная вода. Пар в цилиндре быстро охлаждается и практически полностью конденсируется. Возникает внешняя сила, которая с постоянной скоростью опускает поршень в исходное положение. В самом конце такта в дне цилиндра открывается отверстие для слива воды. При помощи системы ступенчатых блоков и цепей, которые не проскальзывают по блокам, эта сила может совершать полезную работу, например, качать воздуходувные меха для плавильной печи.
Во втором цилиндре происходят те же процессы, только в противофазе с первым цилиндром.
Десятичные дроби записывайте с помощью запятой, например 3,25
- Чему равно давление водяного пара под поршнем в конце первого такта? Атмосферное давление P0=106 кПа, площадь поперечного сечения поршня S=0,15 м2, а масса поршня вместе со штоком m=2,0 кг. Считайте, что в верхнем положении поршень достигал состояния равновесия, присоединённая к нему цепь не была натянута. Примите g=10 м/с2. Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
- Какую массу водяного пара нужно закачать под поршень в первом такте для поднятия поршня к верхнему краю цилиндра? Высота поднятия поршня h=3,4 м, молярная масса водяного пара μ=18 г/моль. Считайте, что температура пара в цилиндре равна температуре подаваемого пара. Примите R=8,31 Дж/(моль · К). Ответ выразите в граммах, округлите до целых.
- Во втором такте можно считать, что конденсация пара происходит очень быстро. Это значит, что за время конденсации поршень не успевает сместиться из положения равновесия, а также можно пренебречь теплообменом с окружающей средой. Какую минимальную массу холодной воды, взятой при температуре t0 = 0 °C, необходимо впрыснуть под поршень, чтобы весь водяной пар полностью сконденсировался? Считайте, что к окончанию процесса конденсации в цилиндре под поршнем практически вся вода оказывается в жидком состоянии при температуре tК = 96 °C. Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостями цилиндра и поршня пренебречь. Удельная теплота парообразования воды L=2,3 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды c=4200 Дж/(кг · °C). Ответ выразите в килограммах, округлите до сотых.
- Какую полезную работу совершит сила давления на поршень за второй такт? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до десятых.
- На сколько поднимется подвижная часть воздуходувных мехов при опускании поршня, если радиусы двухступенчатого шкива отличаются в n=2,1 раза? Большие радиусы трёхступенчатого и двухступенчатого шкивов равны. Ответ выразите в метрах, округлите до сотых.
Термопот — это бытовой электроприбор, объединяющий функции чайника и термоса (чайник-термос). Он кипятит воду и длительное время поддерживает её заданную температуру. Термопот хорошо держит тепло за счёт качественной теплоизоляции его стенок и дна, поэтому можно считать, что потери тепла идут только через крышку термопота. Для поддержания температуры воды в термопоте периодически включается электрический нагреватель. Алгоритм работы нагревателя следующий: при остывании воды до температуры на 2 градуса ниже заданной нагреватель включается, нагревает воду до заданной температуры и отключается. Этот процесс периодически повторяется. Можно считать, что вода внутри термопота хорошо перемешивается и её температура во всех точках одинакова.
Если термопот заполнен водой полностью, настроен на поддержание температуры 91 °C , а температура окружающего воздуха равна t1=23 °C, то подобный цикл повторяется раз в 21 минуту, из которых 3 минуты нагреватель работает, а оставшееся время выключен. Полная вместимость устройства V0=4 л, а площадь внутреннего сечения термопота S=66 см2.
Известно, что мощность тепловых потерь определяется выражением P=αSΔT, где
α
— коэффициент теплопроводности материала, через который тепло уходит в окружающую среду,S — площадь, через которую происходят потери тепла, ΔT — разность температур воды и окружающей среды. Плотность воды ρ=1000 кг/м3, её удельная теплоёмкость c=4200 Дж/кг · К.
При округлении чисел в промежуточных вычислениях сохраняйте не менее четырёх значащих цифр.
Задание 2.
Температура окружающего воздуха стала равна 30 °C. Как при этом изменилась периодичность включения нагревателя?
- Нагреватель стал включаться чаще
- Нагреватель стал включаться реже
- Периодичность включения нагревателя не изменилась
- Недостаточно данных
Задание 3.
Температура окружающего воздуха стала равна 30 °C. Как при этом изменилась продолжительность работы нагревателя (время, в течение которого вода греется) за один цикл и почему?
- Нагреватель стал работать дольше, так как за время, пока нагреватель не работал, вода стала охлаждаться сильнее
- Недостаточно данных
- Нагреватель стал работать меньше, так как за время, пока он работает, вода успевает отдавать меньше тепла
- Нагреватель стал работать меньше, так как за время, пока нагреватель не работал, вода стала охлаждаться меньше
- Нагреватель стал работать дольше, так как за время, пока он работает, вода успевает отдавать больше тепла
- Продолжительность работы нагревателя не изменилась, так как за один цикл вода остывает на то же количество градусов и мощность нагревателя также не изменилась
Задание 4.
Из термопота перелили в цилиндрический стакан V1=450мл воды. Через какие промежутки времени теперь будет повторяться цикл нагрева оставшейся воды в термопоте?
В этом и последующих вопросах считайте, что температура окружающего воздуха t1=23°C. Ответ выразите в минутах, округлите до десятых.
Задание 5.
За какое время вода в стакане из предыдущего вопроса остынет с 91 °C до 89 °C?
Радиус стакана r=5 см. Стакан заполнен до краёв и закрыт крышкой. Стакан и крышка сделаны из материала, коэффициент теплопроводности которого в 2 раза больше по сравнению с материалом крышки термопота. Потерями тепла через дно стакана пренебречь. Примите π=3,14. Ответ выразите в секундах, округлите до целых.
Задание 6.
Термопот вновь заполнен водой полностью, но переведён в режим поддержания температуры 55 °C и находится в таком режиме уже длительное время. Во сколько раз уменьшилась средняя потребляемая термопотом энергия при поддержании постоянной температуры воды по сравнению с ситуацией, описанной в условии задачи? Ответ округлите до сотых.