Задание 8 ЕГЭ по физике: термодинамика
Задание 8 — вторая половина блока молекулярной физики в варианте ЕГЭ. Это базовый уровень и 1 первичный балл без частичного зачёта: ответ совпал с эталоном — балл ваш, не совпал — ноль. Проверяемое требование в спецификации сформулировано так же, как у соседей 1–4, 7, 11–13 и 16: «Применять при описании физических процессов и явлений величины и законы». Отличают позицию 8 только коды элементов содержания — 2.2.4, 2.2.5, 2.2.6, 2.2.7, 2.2.9 и 2.2.10: количество теплоты и удельные теплоёмкости, теплота плавления и парообразования, работа газа, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины и цикл Карно. Ответ — целое число или конечная десятичная дробь, единицы измерения в бланк не пишутся. Ниже — вся нужная теория, отдельный разбор знаков в первом законе (это главный источник потерь), три реальных задания из банка ФИПИ с решениями, типичные ошибки и план подготовки. Тренироваться удобно на реальных заданиях 8 ЕГЭ по физике онлайн — с мгновенной проверкой ответа.
О сезоне 2027. На момент публикации проекты демоверсии, спецификации и кодификатора ЕГЭ-2027 по физике ещё не опубликованы: ФИПИ обычно выкладывает их в конце августа, а утверждает в ноябре. Всё, что приведено ниже, дано по действующему комплекту документов ФИПИ 2026 года. В спецификации-2026 прямо сказано, что изменений структуры и содержания КИМ нет, поэтому задание 8 в 2026 году такое же, как в 2025-м.
Что проверяет задание 8 ЕГЭ по физике
Раздел 2 кодификатора «Молекулярная физика. Термодинамика» разбит на две темы: 2.1 «Молекулярная физика» и 2.2 «Термодинамика». Задание 7 берёт элементы из темы 2.1 (уравнение Менделеева — Клапейрона, изопроцессы, ), а задание 8 — исключительно из темы 2.2. Это и есть самый короткий способ понять, чего здесь ждать: любая формула термодинамики, но ни одной формулы из МКТ в качестве темы вопроса.
Важная деталь, которую пропускают старые сборники: линия 8 выросла в 2025 году. До 2024-го включительно здесь стояли только КЭС 2.2.6, 2.2.7, 2.2.9 и 2.2.10 — работа газа, первый закон, КПД и цикл Карно. С 2025 года к ним добавили 2.2.4 и 2.2.5. Спецификация ЕГЭ-2025 в разделе «Изменения» пишет: «Расширен спектр проверяемых элементов содержания в заданиях линий 2, 4, 8, 16, 21, 22 и 26». ФИПИ анонсировал это заранее — в методических рекомендациях 2024 года: «Линия 8 будет включать задания: на количество теплоты; удельную теплоёмкость вещества : ; удельную теплоту парообразования : ; удельную теплоту плавления : ; удельную теплоту сгорания топлива : ». Если вы готовитесь по подборке, составленной до 2025 года, задач на нагрев, плавление и графики в ней просто не будет.
Проверяемые умения:
- считать количество теплоты при нагревании и охлаждении: (КЭС 2.2.4);
- считать теплоту фазовых переходов и сгорания топлива: , , , а также снимать , и с графика (КЭС 2.2.5);
- находить работу газа и вычислять её как площадь под графиком процесса на -диаграмме (КЭС 2.2.6);
- применять первый закон термодинамики , в том числе к адиабатному процессу (КЭС 2.2.7);
- считать КПД тепловой машины через работу и теплоту: (КЭС 2.2.9);
- применять формулу максимального КПД — цикл Карно: (КЭС 2.2.10);
- расставлять знаки у , и по словам условия — «получил», «отдал», «сжали», «уменьшилась».
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Максимальный балл | 1 первичный; оценивание бинарное, частичного балла нет |
| Уровень сложности | Базовый (Б) |
| Формат ответа | Целое число или конечная десятичная дробь. Единицы измерения не пишутся |
| Раздел кодификатора (КЭС) | 2.2.4 «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость», 2.2.5 «Удельная теплота парообразования, плавления, сгорания», 2.2.6 «Работа в термодинамике», 2.2.7 «Первый закон термодинамики», 2.2.9 «Тепловые машины. КПД», 2.2.10 «Цикл Карно» — раздел 2, тема 2.2 «Термодинамика» |
| Код проверяемого требования | 1 и 2 — «распознавать физические явления (процессы) и объяснять их на основе изученных законов», «владение основополагающими физическими понятиями и величинами» |
| Рекомендуемое время | 3–5 минут (оценка редакции: ФИПИ нормирует только общее время — 235 минут на 26 заданий) |
| Связанные задания | 7 (уравнение состояния и изопроцессы), 9 и 10 (анализ процессов в МКТ и термодинамике), 18 (физический смысл величин), 21 (качественная задача), 23 и 24 (расчётные задачи по молекулярной физике) |
Чего в задании 8 не бывает — и это проверяется по кодам. Между 2.2.7 и 2.2.9 в списке пропущен КЭС 2.2.8 «Второй закон термодинамики», а после 2.2.10 — КЭС 2.2.11 «Уравнение теплового баланса». Пропуски намеренные: эти темы проверяются в заданиях 9, 10, 18 и в расчётном задании 23. Точно так же влажность воздуха в линию 8 не входит — это КЭС 2.1.14, то есть тема 2.1, и спрашивают её в заданиях 9, 10 и 24. Если вам в подборке «задание 8» попалась задача на относительную влажность или точку росы, это ошибка разметки подборки, а не примета экзамена.
По данным методических рекомендаций ФИПИ, средний процент выполнения задания 8 на ЕГЭ-2025 составил 74,0 % (Приложение к МР ФИПИ-2025, с. 35). Задание оценивается в один балл по принципу «всё или ничего», поэтому здесь — редкий случай, когда «средний процент выполнения» можно читать буквально как долю справившихся участников: примерно трое из четырёх получили за задание 8 свой балл. Для сравнения, соседняя линия 7 дала около 79 %, а двухбалльные линии 9 и 10 — около 59 % и 65 % (но для них так считать уже нельзя: там процент считается от суммы баллов).
Гораздо интереснее разброс внутри линии. ФИПИ пишет прямым текстом: «Результаты выше 80 % продемонстрированы для групп заданий на применение… первого закона термодинамики, формулы для КПД теплового двигателя через работу и количество теплоты, полученного от нагревателя». И тут же: «Ниже ожидаемого выполнены простые задания на определение удельной теплоёмкости, удельной теплоты плавления или парообразования с использованием графиков изменения агрегатных состояний вещества — в среднем 56 % выполнения». Иначе говоря, старое ядро линии освоено, а новая подгруппа 2025 года проседает почти на треть. Если вы хотите закрыть задание 8 наверняка, начинать надо именно с графиков .
Тренируйтесь на реальных заданиях
Задания 8 ЕГЭ по физике из открытого банка: первый закон, работа газа по графику, КПД. Решаем, ошибаемся, разбираем — бесплатно.
Как выглядит формулировка
Условие занимает две-три строки, иногда с рисунком. Полезно посмотреть три демоверсии подряд — видно, что позиция 8 не «зафиксирована» за одним подтипом и переключается год от года:
- «Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе? Ответ: ______ Дж». (демоверсия ЕГЭ-2024; эталонный ответ — 400)
- «Газ в сосуде сжали, совершив работу, равную 500 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 350 Дж. Какое количество теплоты отдал газ окружающей среде? Ответ: ______ Дж». (демоверсия ЕГЭ-2025; эталонный ответ — 150)
- «На рисунке показано, как меняется давление идеального газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Чему равно отношение работ газа в этих двух процессах?» (демоверсия ЕГЭ-2026; эталонный ответ — 0,75)
- «Тепловая машина с КПД 40 % за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?» (открытый банк ФИПИ; ответ — 100)
- «На -диаграмме показан процесс изменения состояния 5 моль идеального газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Ответ выразите в кДж». (открытый банк ФИПИ; ответ — 20)
Два года из трёх в демоверсии стоял первый закон термодинамики «в лоб» со знаками, третий — площадь под -графиком. Это и есть ядро линии. КПД, цикл Карно и теплота фазовых переходов в демоверсии 2024–2026 годов не попадали, но входят в кодификатор и встречаются в реальных вариантах — готовиться нужно ко всем шести элементам содержания сразу.
Как записать ответ в бланк
Инструкция демоверсии-2026 говорит про задание 8 дословно: «В заданиях 1–4, 7, 8, 11–13 и 16 ответом является целое число или конечная десятичная дробь… Единицы измерения физических величин писать не нужно». Правила заполнения бланков ЕГЭ-2026 добавляют детали, которые в термодинамике стреляют особенно часто:
- Ответ пишется справа от номера задания, начиная с первой клеточки; каждая цифра, запятая и знак «минус» — в отдельной клетке.
- Разделитель в десятичной дроби — только запятая:
0,75, а не0.75. - «Запрещается записывать ответ в виде простой дроби, математического выражения или формулы». Отношение работ надо превратить в
0,75. - Единицы не пишутся вообще: если просят ответ в кДж, переводите сами и несите в бланк голое число —
20, а не20 кДж. - Если спрошено «какое количество теплоты отдал газ», а вычисление дало Дж, в бланк идёт
150: направление уже заложено в вопрос, минус его бы удвоил. - «Если в инструкции к заданию отдельно не указано, что ответ необходимо округлить, то его следует записать в виде конечной десятичной дроби». В задании 8 округление обычно и не требуется — числа подобраны «красиво».
Теория: всё, что нужно для задания 8
Формул здесь немного, и почти все они напечатаны прямо в кодификаторе ФИПИ. Сложность задания 8 не в количестве формул, а в двух вещах: в знаках и в умении понять по одному слову условия, какой перед вами процесс. Начнём с главного.
Первый закон термодинамики и знаки
Кодификатор-2026 печатает КЭС 2.2.7 в такой форме:
Словами (формулировка самого ФИПИ): количество теплоты, которое газ получает, равно сумме изменения его внутренней энергии и работы газа . Рабочие перестановки:
Каждая из трёх букв — величина со знаком. Знак задан не формулой, а словами условия:
| Величина | Положительна, когда | Отрицательна, когда |
|---|---|---|
| — теплота, полученная газом | газ получает теплоту (нагревают) | газ отдаёт теплоту среде |
| — работа самого газа | газ расширяется () | газ сжимают () |
| температура растёт | температура падает |
Работа газа против работы внешних сил — принципиальная разница
Это две разные величины с противоположными знаками, и в первый закон в форме ФИПИ подставляется только работа газа. Разбор по словам условия:
- «газ расширился, совершив работу 500 Дж» → Дж;
- «газ сжали, совершив работу 500 Дж» → это работа внешних сил, Дж, а значит Дж;
- «внешние силы совершили над газом работу » → .
Разбор демоверсии-2025 по шагам. «Газ в сосуде сжали, совершив работу, равную 500 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 350 Дж. Какое количество теплоты отдал газ окружающей среде?»
- «Сжали, совершив работу 500 Дж» — это работа внешних сил: Дж.
- Значит, работа газа Дж.
- «Внутренняя энергия увеличилась на 350 Дж»: Дж.
- Дж.
- — газ действительно отдал теплоту; модуль 150 Дж. В бланк:
150.
Тот, кто не поменял знак работы, получит — и ноль баллов.
Не тащите в ЕГЭ вузовскую запись. В вузовских курсах и части школьных пособий встречается форма . Она эквивалентна формуле ФИПИ (подставьте ), но если смешать две записи в одной задаче, знак поедет. Держитесь формы и на каждом шаге проговаривайте, чья работа перед вами.
Отдельно про адиабатный процесс, он тоже в КЭС 2.2.7: «Адиабата: ». Физически: газ расширяется адиабатно () → внутренняя энергия падает → газ остывает; адиабатное сжатие → газ нагревается. Уравнения Пуассона в кодификаторе ЕГЭ нет — в задании 8 оно не нужно.
Работа газа = площадь под графиком на
КЭС 2.2.6 дословно: «Элементарная работа в термодинамике: . Вычисление работы по графику процесса на -диаграмме». Первая формула работает только при постоянном давлении:
Главный приём линии — геометрический: работа газа численно равна площади фигуры между графиком процесса и осью объёмов , на отрезке от до . Дальше всё сводится к площадям школьных фигур:
| Участок на -диаграмме | Фигура | Работа газа |
|---|---|---|
| Горизонтальный отрезок — изобара | прямоугольник | |
| Вертикальный отрезок — изохора | фигуры нет, ширина нулевая | |
| Наклонная прямая | трапеция | |
| Гипербола — изотерма | школьными средствами не считается | вопрос будет не про , а про или |
| Замкнутый цикл | фигура внутри контура | ; обход по часовой → , против → |
Знак берётся по направлению изменения объёма, а не по тому, где нарисована фигура: расширение () — площадь со знаком «плюс», сжатие () — та же площадь со знаком «минус».
Если на осях нет числовых меток — считайте в клетках. Обозначьте цену деления по давлению как , по объёму как , и посчитайте площади в единицах . Когда спрашивают отношение работ (а это самый частый вопрос этого подтипа), сократится и масштаб окажется не нужен. Линейка, которую разрешено брать на экзамен, здесь реально помогает не сбиться при счёте клеток.
И ещё одно про площадь: она всегда меряется до оси , а не до нижней линии сетки и не до оси . Если сетка начерчена так, что нижняя её линия совпадает с осью объёмов, это совпадение, а не правило.
Внутренняя энергия идеального газа
Формально — это КЭС 2.1.10, то есть тема соседнего задания 7. Но без неё задание 8 не решается: первый закон требует уметь считать . Кодификатор даёт только одноатомный идеальный газ и такие формы записи:
Отсюда то, что нужно в задании 8:
- При постоянном количестве вещества зависит только от температуры. Не от давления отдельно, не от объёма отдельно — только от (или от произведения , что то же самое).
- Отсюда важнейшее следствие: изотермический процесс ⇒ . Температура выросла — , упала — .
- в кельвинах и в градусах Цельсия численно совпадает, потому что . А вот абсолютную температуру (не разность) в формулы всегда подставляйте в кельвинах.
- Форма удобна, когда на графике даны и , а и не даны. Она же мгновенно отвечает на вопрос «изотерма ли это»: если , то .
Формулы для двухатомного газа в кодификаторе-2026 нет. В заданиях ЕГЭ газ либо прямо назван одноатомным, либо это гелий, аргон, неон. Если вам где-то встретилась задача на двухатомный газ — она за рамками экзаменационного кодификатора.
Первый закон в четырёх изопроцессах
Половина заданий 8 решается за десять секунд, если опознать процесс: в каждом изопроцессе одно из трёх слагаемых обнуляется, и первый закон схлопывается в короткую формулу. Эту таблицу стоит держать в голове целиком.
| Процесс | Условие | Работа газа | Первый закон | |
|---|---|---|---|---|
| Изохорный | — вся теплота идёт во внутреннюю энергию | |||
| Изобарный | ||||
| Изотермический | площадь под гиперболой | — вся теплота уходит в работу | ||
| Адиабатный |
Маркеры в тексте условия, по которым узнаётся процесс
- «жёсткий сосуд», «объём не меняется», «поршень закреплён» → изохора: , ;
- «поршень свободно скользит», «давление постоянно», «под атмосферным давлением» → изобара;
- «температура поддерживается постоянной», «медленно, в термостате» → изотерма: , ;
- «теплоизолированный сосуд», «стенки не проводят тепло», «процесс быстрый» → адиабата: .
Как опознать процесс по виду графика
Диаграммы в задании 8 бывают не только в осях –, и вот здесь легче всего ошибиться: одна и та же вертикальная линия означает разное на разных осях.
| Оси | Изохора | Изобара | Изотерма |
|---|---|---|---|
| — | вертикаль | горизонталь | гипербола |
| — | прямая через начало координат | горизонталь | вертикаль |
| — | горизонталь | прямая через начало координат | вертикаль |
Ловушка. Вертикальный отрезок на -диаграмме — это изохора и . Вертикальный отрезок на - или -диаграмме — это уже изотерма, и там наоборот , а работа не нулевая. Прежде чем делать выводы, прочитайте подписи осей.
Количество теплоты и фазовые переходы
Это та самая подгруппа, которую добавили в линию 8 в 2025 году и на которой участники теряют больше всего. Формул четыре, и все они есть в кодификаторе (КЭС 2.2.4 и 2.2.5):
| Процесс | Формула | Табличная величина |
|---|---|---|
| Нагрев или охлаждение без смены фазы | — удельная теплоёмкость, | |
| Плавление и кристаллизация, при | — удельная теплота плавления, | |
| Парообразование и конденсация, при | — удельная теплота парообразования, | |
| Сгорание топлива | — удельная теплота сгорания, |
При кристаллизации и конденсации энергия выделяется: работают те же формулы с обратным знаком (, ), а модуль тот же самый. Плавление и кристаллизация одного и того же вещества «стоят» одинаково — просто в разные стороны.
Как читать график — температуры от количества теплоты
- Горизонтальная площадка — фазовый переход: температура стоит на месте, а теплота идёт на разрушение (или образование) связей. Длина площадки по оси равна при плавлении и при кипении. Отсюда .
- Наклонный участок — нагрев или охлаждение внутри одной фазы. Его наклон даёт теплоёмкость: . Чем положе участок, тем больше теплоёмкость.
- У одного вещества наклоны в твёрдой и жидкой фазах разные — это разные . Например, у льда , а у воды : жидкая вода нагревается вдвое «неохотнее» льда.
Ошибка № 1 всей линии, названная ФИПИ прямым текстом. В методических рекомендациях по итогам ЕГЭ-2025 разбирается задание: график зависимости температуры вещества от отданного количества теплоты, масса 1,5 кг, вещество сначала жидкое, найти удельную теплоту плавления. Верный ответ — 400 кДж/кг, средний результат — 54 %. Комментарий ФИПИ: «Остальные неверно определили количество теплоты, выделившееся при кристаллизации вещества, чаще всего используя при этом значение Дж».
Что произошло: ученик взял полное значение по оси — весь путь от начала графика — вместо длины горизонтальной площадки. Формула требует только ту теплоту, которая выделилась именно на фазовом переходе. У этого задания рекордная различающая способность: сильная группа выполняет его на 98 %, слабая — на 18 %.
Практический приём: прежде чем что-то делить, карандашом отметьте на оси две границы площадки и выпишите их разность вместе со степенью десятки. Половина ошибок в этом подтипе — потерянный множитель или неучтённые «кДж» в подписи оси.
Тепловые машины, КПД и цикл Карно
КЭС 2.2.9 — «Принципы действия тепловых машин. КПД». Кодификатор печатает сразу три эквивалентные формы:
Все три — один и тот же первый закон, применённый к замкнутому циклу. За цикл газ возвращается в исходное состояние, значит , и вся полученная энергия распределяется между работой и отданной теплотой:
Здесь — теплота, полученная за цикл от нагревателя (сумма всех положительных по участкам цикла), а — модуль теплоты, отданной холодильнику.
КЭС 2.2.10 — максимальный КПД, цикл Карно:
- Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. Его КПД — верхняя граница для любой машины с теми же температурами нагревателя и холодильника: .
- В формулу Карно температуры подставляются только в кельвинах, и это абсолютные температуры, а не разности. Градусы Цельсия дают заведомо неверный ответ.
- не зависит от рабочего вещества — только от двух температур.
- безразмерен и лежит строго между 0 и 1; всегда — это следствие второго закона термодинамики. Если у вас вышло , ищите ошибку, а не сенсацию.
- Проценты и доли: . В формулу идут доли; в бланк — то, что просят в условии.
- Если цикл нарисован на -диаграмме, то .
Главная путаница подтипа. Формула через температуры применима только к циклу Карно или к вопросу о максимально возможном КПД. Для произвольной машины она даёт лишь верхнюю оценку. И обратно: если в условии даны только , и работа, температуры не нужны вовсе.
Что уже лежит в справочных данных КИМ
На страницах 4–5 каждого варианта напечатаны справочные данные с подводкой: «Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при выполнении работы». Методические рекомендации ФИПИ-2024, анонсируя расширение линии 8, специально просили «обратить внимание на работу со справочными данными в начале варианта» — то есть участники их банально не открывают. Для задания 8 оттуда нужны:
| Удельная теплоёмкость, | Удельная теплота, |
|---|---|
| воды , льда , железа 460, свинца 130, алюминия 900, меди 380, чугуна 500 | парообразования воды , плавления свинца , плавления льда |
Плюс всё, что может понадобиться для : универсальная газовая постоянная , постоянная Больцмана , число Авогадро , соотношение , таблица молярных масс десяти веществ и десятичные приставки от гига до пико.
Чего в справочных данных нет. Прежде всего — удельной теплоты сгорания топлива : хотя КЭС 2.2.5 её содержит, в таблицах КИМ её не печатают, значит, в задаче она будет дана прямо в условии. Нет и или для веществ, кроме перечисленных трёх строк: если в условии плавят не свинец и не лёд, величину либо дадут числом, либо её надо снять с графика — что и есть суть подтипа с . Также нет молярных теплоёмкостей и , таблиц плотности насыщенного пара и таблицы Менделеева — её в КИМ по физике не бывает вообще.
Отсюда простое правило поведения на экзамене: увидев в условии название вещества без числового значения , или , не гадайте и не вспоминайте — листайте на страницу 4–5 варианта. И наоборот: если в справочных данных нужной строки нет, значит, величина обязана быть в условии или на рисунке, и её надо там найти.
Алгоритм решения задания 8
Задание 8 хорошо тем, что решается по чек-листу: сначала определяем подтип по ключевым словам, дальше идём по накатанной. Ниже — общая последовательность, которая покрывает все шесть элементов содержания.
- Определите подтип по ключевым словам. «Работа газа» + график в осях – → площадь. «Получил/отдал теплоту» + «внутренняя энергия» → первый закон в лоб. «КПД», «нагреватель», «холодильник» → тепловые машины. «Нагреть, расплавить, испарить», масса, график → количество теплоты и фазовые переходы.
- Выпишите данные со знаками. Отдельной строкой ответьте себе на вопрос: чья работа дана — газа или внешних сил? Это единственный шаг, который отделяет 400 от 200 и 150 от 850.
- Опознайте процесс. Прочитайте подписи осей (не предполагайте их!) и найдите маркер в тексте: «жёсткий сосуд», «теплоизолирован», «давление постоянно». Выпишите частную форму первого закона из таблицы выше — на этом шаге задача часто уже решена.
- Считайте площади в клетках, если нет числовых меток. Обозначьте цену деления и , разбейте траекторию на прямоугольники и трапеции, посчитайте каждый участок отдельно.
- Подставьте в формулу и посчитайте. — либо соответствующая формула КПД или количества теплоты. Проверьте, что степени десятки и приставки «к», «М» учтены.
- Приведите ответ к тому, о чём спрашивают. «Сколько отдал?» — модуль. «Какую работу совершил газ?» — работа газа, а не внешних сил. «Ответ в кДж» — переведите. «На сколько уменьшилась?» — положительное число, если энергия действительно уменьшилась.
- Проверьте правдоподобие за пять секунд. Порядок величины разумный? Размерность сходится ()? Для КПД: и ? Знак совпадает со здравым смыслом (расширяющийся газ работу совершает, а не получает)?
Алгоритм работает только на практике
Знаки в первом законе запоминаются не чтением, а десятком решённых задач подряд. Откройте банк заданий 8 и прогоните алгоритм вживую.
Примеры с разбором
Три реальных задания из открытого банка ФИПИ — по одному на каждый основной подтип линии: КПД, работа по -графику и первый закон на диаграмме изопроцесса.
Пример 1. КПД тепловой машины
Условие (реальное задание из банка ЕГЭ):
Тепловая машина с КПД 40 % за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?
Решение:
Дано: , Дж. Найти . Про температуры в условии нет ни слова, значит формула Карно здесь не нужна — работаем через теплоты.
За полный цикл рабочее тело возвращается в исходное состояние, поэтому , и первый закон даёт . Подставим это в определение КПД:
Выражаем :
Ответ: 100. Проверка: работа за цикл Дж, тогда — сходится. Заодно видно, что обязано быть больше и работы, и отданной теплоты: если бы получилось, например, 24 Дж, ответ был бы заведомо неверен. В бланк идёт 100, без «Дж».
Пример 2. Отношение работ по -диаграмме
Условие (реальное задание из банка ЕГЭ):
На рисунке показано, как менялось давление газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Каково отношение работ газа в этих двух процессах?

Решение:
Числовых меток на осях нет, поэтому обозначим цену деления сетки по давлению как , а по объёму как . Снимаем координаты точек по клеткам:
Участок 1 → 2 — наклонный отрезок прямой. Под ним трапеция с основаниями и и высотой :
Участок 2 → 3 — горизонтальный отрезок, то есть изобара при давлении . Под ним прямоугольник:
Остаётся поделить:
Ответ: 0,75. Проверка: множитель сократился — значит, масштаб сетки действительно был не нужен, и это признак того, что задача решена «как задумано». Обе работы положительны, потому что объём на обоих участках растёт. Величина ответа правдоподобна: на глаз трапеция чуть меньше прямоугольника, отношение должно быть немного меньше единицы. В бланк идёт 0,75 — через запятую, а не : простые дроби в бланке запрещены.
Пример 3. Первый закон на -диаграмме
Условие (реальное задание из банка ЕГЭ):
На -диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе совершил работу, равную 4 кДж. Какое количество теплоты получил газ? Ответ дайте в кДж.

Решение:
Первым делом читаем подписи осей: по вертикали , по горизонтали . Это важно, потому что отрезок вертикальный, а вертикаль на разных диаграммах означает разное.
Переход 1 → 2 идёт строго вверх, то есть горизонтальная координата не меняется: , а объём растёт вчетверо. Значит, процесс изотермический — а вовсе не изохорный, как подсказывает привычка к -диаграммам.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа зависит только от температуры, поэтому
Подставляем в первый закон термодинамики. Газ расширяется, работу совершает сам газ, и по условию она положительна: кДж.
Ответ: 4. Проверка: — газ действительно получил теплоту, как и спрашивают в условии, и вся она без остатка ушла в работу расширения. Это и есть характерная примета изотермы. Количество вещества (1 моль) в решении не понадобилось — оно нужно только для того, чтобы вы могли убедиться, что . Ответ просили в кДж, а работа и дана в кДж, так что переводить ничего не нужно: в бланк идёт 4.
Типичные ошибки и ловушки
Диагноз ФИПИ по итогам ЕГЭ-2025 звучит так: экзаменуемые «успешно применяют к анализу процесса уравнение состояния газа и умеют определять работу по графику, однако испытывают сложности в применении первого закона термодинамики, не различают, в каких случаях газ получает или отдаёт теплоту». Ниже — семь конкретных способов потерять этот балл.
Спутать работу газа с работой внешних сил
«Газ сжали, совершив работу 500 Дж» — это работа внешних сил, а в первый закон подставляется работа газа: Дж. Ошибка стоит верного ответа целиком: вместо 150 получается 850. Правило: если в условии есть слово «сжали», «сжимали», «над газом» — знак работы газа отрицательный.
Потерять знак у и
«Внутренняя энергия уменьшилась на 100 Дж» означает Дж, а не : в демоверсии-2024 подстановка со знаком «плюс» даёт 200 вместо 400. «Газ отдал 2,5 кДж» означает Дж. При этом в бланк, если вопрос звучит «сколько отдал», идёт модуль — направление уже заложено в сам вопрос.
Брать по графику полную теплоту вместо длины площадки
Это ошибка, которую ФИПИ называет прямым текстом как основную для новой подгруппы линии 8. В формулу идёт только теплота фазового перехода, то есть длина горизонтальной площадки по оси , а не всё значение от начала графика. Отмечайте обе границы площадки и берите разность.
Неправильно считать площадь под -графиком
Три частных случая: площадь меряют не до оси , а до нижнего края сетки; наклонный участок считают как прямоугольник ( вместо трапеции ); и вертикальному участку приписывают работу, хотя изохора всегда даёт . Плюс забывают, что при сжатии та же площадь берётся со знаком «минус».
Путать реальной машины и
Формула через температуры применима только к циклу Карно или к вопросу о максимально возможном КПД — для произвольного цикла она даёт лишь верхнюю границу. Сюда же: подстановка градусов Цельсия вместо кельвинов и путаница с (работа — это разность теплот, а не теплота нагревателя).
Терять множители и приставки
Степень десятки на оси ( Дж), в справочных данных ( Дж/кг), приставка «к» в условии и в вопросе «ответ выразите в кДж». Если ответ вышел ровно в 1000 раз больше или меньше «красивого» числа — вы почти наверняка нашли именно эту ошибку.
Оформить ответ не по правилам бланка
В бланк идёт только число: без единиц измерения («20», а не «20 кДж»), без обыкновенных дробей («0,75», а не «3/4»), с запятой в качестве разделителя («0,75», а не «0.75»). Единицы при оценивании не учитываются, а простая дробь или формула в поле ответа прямо запрещены правилами заполнения бланков.
Как задание 8 связано с остальным экзаменом
Термодинамика — это не одно задание, а сквозная линия варианта. Задания 8, 9, 10, 23 и 24 плюс часть заданий 21 дают до десяти первичных баллов из 45 — примерно пятая часть всей работы. Поэтому вложение в первый закон окупается далеко за пределами восьмой позиции.
- Задание 7 — вторая половина того же блока: уравнение Менделеева — Клапейрона, изопроцессы, . Именно оно даёт связь между , и , без которой не посчитать в задании 8. Учить 7 и 8 надо вместе, за один подход.
- Задания 9 и 10 — анализ процессов в молекулярной физике и термодинамике на 2 балла каждое. У них код КЭС — весь раздел 2 целиком, поэтому туда попадают и второй закон термодинамики, и уравнение теплового баланса, и влажность воздуха. Диагноз ФИПИ по линии 10 («не различают, в каких случаях газ получает или отдаёт теплоту») — это ровно тот же навык знаков, что и в задании 8, только качественный.
- Задание 18 — «выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях». Среди утверждений, которые участники редко опознают как верные, ФИПИ приводит: «В ходе процесса кристаллизации жидкости внутренняя энергия системы „жидкость + твёрдое тело“ уменьшается, а температура этой системы остаётся неизменной» — это дословно теория задания 8.
- Задание 21 — качественная задача части 2 на 3 балла по разделам 2 и 3. Часто это цикл или изопроцесс, где знаки , и надо не посчитать, а объяснить словами со ссылкой на законы.
- Задания 23 и 24 — расчётные задачи по молекулярной физике на 2 и 3 балла. Здесь всплывает уравнение теплового баланса (КЭС 2.2.11), то есть те же и , но уже в развёрнутом решении с оформлением по критериям.
План подготовки на 3 недели
Порядок недель выбран не по учебнику, а по статистике: сначала то, где теряют больше всего, потом то, что и так выполняется выше 80 %.
Неделя 1 — знаки и первый закон
Выпишите на одну карточку три строки: — теплота, полученная газом; — работа газа; . Каждый день решайте по 8–10 задач вида «дано два из трёх — найти третье», и в каждой сначала выписывайте данные со знаками отдельной строкой, только потом считайте. Отдельно прогоните формулировки-ловушки: «сжали, совершив работу», «внутренняя энергия уменьшилась», «отдал окружающей среде». Цель недели — чтобы знак ставился автоматически, до арифметики.
Неделя 2 — графики: , , и
Начните с самого проблемного подтипа — графиков на удельную теплоёмкость и теплоту фазового перехода (у ФИПИ это 56 % выполнения). Отработайте ритуал: отметить границы площадки → выписать со степенью десятки → поделить на массу. Вторую половину недели посвятите площадям под -графиком в клетках и распознаванию изопроцессов на разных осях по таблице из этой статьи. Обязательно прорешайте несколько задач в осях и : именно там вертикаль обманывает чаще всего.
Неделя 3 — КПД, справочные данные и работа на время
Закройте тепловые машины: КПД через теплоты, КПД через работу, цикл Карно, перевод процентов в доли и температур в кельвины. Один раз откройте демоверсию ФИПИ на страницах 4–5 и просто прочитайте таблицы справочных данных — чтобы на экзамене не тратить время на поиски и . Финал недели — 15–20 заданий 8 вперемешку, не больше 4 минут на каждое, с обязательным разбором каждой ошибки: подтип, шаг, на котором сломалось, и что именно надо было прочитать в условии внимательнее.
Проверьте себя на реальных заданиях
На Repet.ai собраны задания 8 ЕГЭ по физике из открытого банка. Решайте онлайн, проверяйте ответ мгновенно и разбирайте решение — бесплатно.
Часто задаваемые вопросы
1 первичный балл по принципу «всё или ничего»: ответ полностью совпал с эталоном — балл, любое расхождение — 0. Частичного зачёта у задания 8 нет. Всего в работе 45 первичных баллов, из них 28 приходится на часть 1 (задания 1–20).
Элементы содержания 2.2.4–2.2.7, 2.2.9 и 2.2.10 кодификатора: количество теплоты и удельная теплоёмкость (Q = cmΔT), удельные теплоты плавления, парообразования и сгорания (Q = λm, Q = Lm, Q = qm), работа газа A = pΔV и её вычисление по площади под pV-графиком, первый закон термодинамики Q = ΔU + A, КПД тепловой машины и цикл Карно. Влажность воздуха, второй закон термодинамики и уравнение теплового баланса в задание 8 не входят — их спрашивают в заданиях 9, 10, 18 и 23.
В формулу ФИПИ Q = ΔU + A подставляется работа самого газа. Она положительна, когда газ расширяется, и отрицательна, когда газ сжимают. Работа внешних сил — противоположная по знаку величина: A_внеш = −A_газа. Поэтому фраза «газ сжали, совершив работу 500 Дж» означает A_газа = −500 Дж. Знак Q задан словами: «получил» — плюс, «отдал» — минус. Знак ΔU — по температуре: выросла — плюс, упала — минус.
Работа газа численно равна площади фигуры между графиком процесса и осью объёмов V. Изобара (горизонтальный отрезок) даёт прямоугольник A = pΔV, наклонная прямая — трапецию A = (p₁+p₂)/2 · ΔV, изохора (вертикальный отрезок) даёт A = 0, а для замкнутого цикла работа равна площади внутри контура. Расширение — знак «плюс», сжатие — «минус». Если на осях нет числовых меток, считайте площади в клетках: при вопросе об отношении работ масштаб сократится.
На страницах 4–5 каждого варианта напечатаны удельные теплоёмкости воды, льда, железа, свинца, алюминия, меди и чугуна, а также удельная теплота парообразования воды (2,3·10⁶ Дж/кг), плавления свинца (2,5·10⁴ Дж/кг) и плавления льда (3,3·10⁵ Дж/кг). Есть также газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К), постоянная Больцмана, число Авогадро, соотношение 0 К = −273 °C и таблица молярных масс. Удельной теплоты сгорания топлива в справочных данных нет — если она нужна, её дадут в условии. Заучивать эти значения не требуется.
Да. До 2024 года включительно линия 8 проверяла только работу газа, первый закон, КПД и цикл Карно (КЭС 2.2.6, 2.2.7, 2.2.9, 2.2.10). С 2025 года ФИПИ добавил элементы 2.2.4 и 2.2.5 — количество теплоты, удельную теплоёмкость и удельные теплоты плавления, парообразования и сгорания. В спецификации-2025 это записано так: «Расширен спектр проверяемых элементов содержания в заданиях линий 2, 4, 8, 16, 21, 22 и 26». В 2026 году изменений не было. Поэтому в подборках, составленных до 2025 года, задач на графики t(Q) вы не найдёте.
Средний процент выполнения задания 8 на ЕГЭ-2025 — 74,0 % (Приложение к методическим рекомендациям ФИПИ-2025, с. 35). Поскольку задание однобалльное и оценивается бинарно, эту цифру можно читать буквально: примерно трое участников из четырёх получили за него балл. Но внутри линии разброс большой: задачи на первый закон термодинамики и на КПД через работу и теплоту выполняются выше 80 %, а задачи на удельную теплоёмкость и теплоту плавления по графику изменения агрегатного состояния — в среднем на 56 %.
Ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Единицы измерения писать не нужно — при оценивании они не учитываются. Разделитель в дроби — только запятая (0,75, а не 0.75). Простые дроби, выражения и формулы в поле ответа запрещены, поэтому отношение 3/4 записывается как 0,75. Каждый символ — в отдельной клеточке, начиная с первой; знак «минус» тоже занимает клетку. Если вопрос звучит «какое количество теплоты газ отдал», пишите модуль: направление уже задано вопросом.
Готовы закрыть термодинамику?
Задание 8 — это один балл, который берётся почти гарантированно, если разобраться со знаками в первом законе и научиться читать графики. А заодно эта же теория работает в заданиях 9, 10, 18, 21, 23 и 24 — то есть примерно в пятой части всего варианта. На Repet.ai собраны реальные задания из открытого банка с проверкой ответа и разбором.