Из сосуда выпустили половину газа

Айсберг будет плавать, если mg =FA, где тогда значитоткуда

50.  Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой камень массой 30 кг, объем которого 0,012 м3?

Камень будет находится в равновесии, если так как FA – сила Архимеда равна , то

II. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА.

Краткий справочник

Температура

Число молей ;

Число молекул

Концентрация

Основное уравнение МКТ

Связь давления со средней

кинетической энергией

молекул

Связь средней кинетической

энергии с температурой

Зависимость давления

газа от температуры

Средняя квадратичная

скорость молекул

Уравнение состояния

идеального газа

Изопроцессы

(P=const)

изобарный

(V=const)

изохорный

адиабата

(Т=const)

изотермический

Количество теплоты, необходимое

для нагревания или выделяемое

при охлаждении.

Количество теплоты, необходимое

для плавления тела, взятого при

температуре плавления, или

выделяемого при кристаллизации.

Количество теплоты, необходимое

для парообразования жидкости,

взятой при температуре кипения,

или выделяемое при конденсации

Количество теплоты, выделяемое

при сгорании топлива

I закон термодинамики

Работа при изобарном

расширении

Внутренняя энергия

одноатомного идеального

газа

КПД любой тепловой машины

КПД машины Карно

Задачи

51.  При нагревании идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения молекул увеличилась в 4 раза. Как изменилась абсолютная температура газа?

Формула средней квадратичной скорости , тогда

Следовательно, при увеличении в 4 раза температура увеличится в 16 раз.

52.  Железнодорожный состав, идущий со скоростью 36 км/ч, резко затормозил. Определить, на сколько поднялась температура спирта, перевозимого в цистерне.

По закону сохранения энергии вся кинетическая энергия железнодорожного состава перешла во внутреннюю энергию спирта (пошла на нагревание).

следовательно, .

53.  Как изменился объем данной массы идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?

Проведем изохору (V1=const) через точку (1) и изохору (V2=const) через точку (2). Из графика видно, что

таким образом

Так как ,значит V1<V2. Следовательно, объем газа увеличивается.

54.  Как изменится плотность азота в баллоне, если температура повысится от 270 до 3270С? (Расширением баллона пренебречь).

При нагревании газа при постоянном объеме плотность остается постоянной.

55.  Как изменится давление газа, если концентрация его молекул увеличится в 3 раза, а средняя квадратичная скорость молекул уменьшится в 3 раза?

В соответствии с основным уравнением молекулярно-кинетической теории при увеличении n в 3 раза и уменьшении в 3 раза давление газа уменьшится в 3 раза.

56.  Как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа, если его давление увеличится в 3 раза, а объем уменьшится в 2 раза?

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа . Следовательно, при увеличении давления в 3 раза и уменьшении объема в 2 раза энергия увеличится в 1,5 раза.

57.  Из сосуда выпустили половину находящегося в нем газа. Как необходимо изменить абсолютную температуру оставшегося в сосуде газа, чтобы давление его увеличилось в 3 раза?

Из уравнения состояния идеального газа давление в начальном состоянии , в конечном . Поделив второе уравнение на первое, получим. Следовательно, для увеличения давления в 3 раза температуру оставшейся части газа необходимо увеличить в 6 раз.

58.  Какие молекулы в атмосфере движутся быстрее: кислорода или водорода?

Средняя квадратичная скорость молекул . Следовательно, молекулы водорода, имеющие меньшую молярную массу движутся быстрее.

Перечень ответов тестовых заданий по разделу Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика дисциплины Физика
скачать (2893.5 kb.)
Доступные файлы (1):

Смотрите также:
• Воробьев А.А. и др. Физика: Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно (Документ)
• Решения к контрольным работам из задачника Чертова (Документ)
• Базаров И.П., Геворкян Э.В., Николаев П.Н. Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем (Документ)
• Курсовая работа – Методика разработки тестовых заданий (физика) (Курсовая)
• Ответы на экзаменационые вопросы по курсу Термодинамика и статистическая физика (Шпаргалка)
• Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике (Документ)
• Лекции – Молекулярная физика и термодинамика (Документ)
• Иродов И.Е. Задачи по общей физике (Документ)
• Василевский А.С., Мултановский В.В. Статистическая физика и термодинамика (Документ)
• Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика (Документ)
• ЕГЭ – 2009. Тренировочная работа по физике. Вариант 4 (Документ)
• Вариант 5 (Документ)

n1.doc

1   2   3   4   5   6

10. Если считать температуру воздуха (молярная масса воздуха 0,029 кг/моль) везде одинаковой и равной 283 К, то давление воздуха составляет 60% от давления на уровне моря на высоте примерно … км.

1. 1 2. 2 3. 3

4. 4

5. 5

11. Если считать температуру воздуха (молярная масса воздуха 0,029 кг/моль) везде одинаковой и равной 283 К, то давление воздуха составляет 10% от давления на уровне моря на высоте примерно … км.

1. 1 2. 9

3. 19

4. 25 5. 31
12. На рисунке приведен график процесса, происходящего с некоторой массой идеального газа. В координатах р, Т этот график выглядит …

1

2
.

34

13. В сосуде объемом 1 л находится кислород массой 1 г. Концентрация молекул кислорода в сосуде равна … м –3.

1. 1,9·1022

2. 1,9·10

25 3. 3,4·1023 4. 5,3·1024
14. В пяти одинаковых сосудах находятся: кислород, азот, неон, гелий, водород. Температура и масса газов одинаковы. Наименьшее давление будет в сосуде, где находится …

1. кислород

2. азот 3. неон 4. гелий 5. водород
15. В сосуде находится идеальный газ плотностью 0,4 кг/м3. Если он оказывает давление на стенки сосуда 0,81·105 Па, то средняя квадратичная скорость молекул равна … м/с.

1. 950

2. 780

3. 620 4. 450 5. 273
16. Если скорость каждой молекулы в герметично закрытом баллоне увеличилась вдвое, то абсолютная температура и давление идеального газа…

1. 
   увеличатся в 2 раза 2. увеличатся в 4 раза 3. не изменятся

4. уменьшатся в 2 раза 5. уменьшатся в 4 раза
17. При увеличении давления и плотности в 2 раза среднеквадратичная скорость молекул …

1. возросла в 2 раза 2. возросла в 4 раза 3. уменьшилась в 2 раза

4. уменьшилась в 4 раза 5. не изменилась
18. Плотность кислорода при давлении 2 МПа равна 1,5 кг/м3. Среднеквадратичная скорость молекул равна … км/с.

1. 0,75

2. 2,0

3. 3,0 4. 4,5 5. 1,33
19. До какой температуры нагреется гелий, находящийся при 0°С, при протекании изохорного процесса, если его давление изменится от р1 до р2 = 2 р1 (в °С)?

1. 546 2. 273 3. 207 4. 97 5. 0
20. До какой температуры нагреется кислород, находящийся при нормальных условиях, если он расширился изобарно от объема V1 до V2 = 2 V1 (в °С)?

1. 546 2. 273 3. 207 4. 97 5. 0
21. В сосуде находится 10кг газа при давлении 107 Па. Какая масса газа вышла из сосуда, если окончательное давление стало равным 2,5·106 Па, а температура газа уменьшилась в 3 раза?

1. 7,5 2. 3,3 3. 2,5 4. 9,2 5. 3,0
22.  Из сосуда выпустили половину газа. Чтобы давление оставшегося газа увеличить в 3 раза, надо его абсолютную температуру …

1. увеличить в 3 раза 2. уменьшить в 6 раз 3. увеличить в 9 раз

4. увеличить в 6 раз

5. уменьшить в 3 раза
23. Из сосуда выпустили половину газа. Если абсолютная температура оставшегося газа увеличилась в 6 раз, то давление …

1. 
   увеличилось в 3 раза 2. уменьшилось в 6 раз 3. увеличилось в 9 раз

3. 
   увеличилось в 6 раз 5. уменьшилось в 3 раза

24. В сосуде находится 10 кг газа при давлении 107 Па. Сколько газа взяли из сосуда, если окончательное давление стало равным 2,5·106 Па, а температура газа уменьшилась в 3 раза?

1. 2,5 2. 3,3 3. 7,5 4. 9,2 5. 7,0
25. В процессе изменения состояния газа его давление и температура были связаны соотношением р=?Т (). При уменьшении термодинамической температуры газа в два раза его объем …

1. не изменился

2. увеличился в 2 раза 3. уменьшился в 2раза

4. уменьшился в 4 раза 5. увеличился в 2 раза
26. В процессе изменения состояния газа его давление и объем были связаны соотношением 2 (). При увеличении объема газа в три раза его термодинамическая температура …

1. увеличилась в 3 раза 2. уменьшилась в 3 раза 3. увеличилась в 9 раз

4. уменьшилась в 27 раз

5. увеличилась в 27 раз

27. Баллон содержит m1 = 80 г кислорода (?1 = 0,032 кг/моль) и m2 = 320 г аргона (?2 = 0,040 кг/моль). Давление смеси p = 1 МПа, температура t = 27єС. Объем баллона равен … л.

1.10,5 ·103

2. 26,2

3. 11,5 4. 10,5 5. 2,4
28. В закрытом сосуде вместимостью 2 м3 находится 280 г азота (= 0,028 кг/моль) и 320 г кислорода (= 0,032 кг/моль). При температуре 16єС давление такой газовой смеси в сосуде равно … кПа.

1. 240 2. 24 3. 13 4. 2,4 5. 1,3
29. В сосуде объемом 2 л при температуре 400К находятся 6 г углекислого газа (СО2) и 4 г закиси азота (N2O). Давление смеси в сосуде равно … кПа. Молярные массы газов одинаковы и равны 0,044 кг/моль.

1. 415,0 2. 235,5 3.101,0 4. 750,5

5. 378

30. В сосуде находится озон при температуре 527°С. По прошествии некоторого времени он полностью превращается в кислород, а его температура падает до 127°С (молярная масса озона 0,048 кг/моль, кислорода – 0,032 кг/моль). Давление газа в сосуде при этом …

1. уменьшилось на 75%

2. уменьшилось на 25% 3. увеличилось на 75%

4. увеличилось на 25% 5. не изменилось
31. Двухатомная молекула имеет i1поступательных и i2 вращательных степени свободы. i1 и i2равны…

1. 1; 1 2. 2; 2 3. 2; 3

4. 3; 2

5. 3; 3
32. Молекула угарного газа (СO)имеет i1поступательных и i2 вращательных степени свободы. i1 и i2равны…

1. 1; 1 2. 2; 2 3. 2; 3

4. 3; 2

5. 3; 3
33. Молекула H2Oимеет i1поступательных и i2 вращательных степени свободы. i1 и i2равны…

1. 1; 1 2. 2; 2 3. 2; 3 4. 3; 2

5. 3; 3

34. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (Не) равна …

1. 2. 3.

4.

5.
35. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна . Здесь i = nп + nвр + 2nк, где nп, nвр и nк – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. Для атомарного водорода число iравно …

1. 7 2. 5 3. 1

4. 3

5. 6
36. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна . При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для кислорода (О2) число i равно …

1. 6 2. 3

3. 5

4. 8 5. 7
37. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна . Здесь i = nп + nвр + 2nк, где nп, nвр и nк – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеет место только поступательное и вращательное движение для водяного пара (Н2О) число i равно …

1. 1 2. 3 3. 5

4. 6

5. 8
38. Полная кинетическая энергия молекулы аммиака NН3 при температуре 27°С равна … Дж.

1. 6,2·10-21 2. 2,07·10-21 3. 1,03·10-20

4. 1,24·10

-20

5. 1,48·10-20
39. Внутренняя энергия одного моля идеального одноатомного газа определяется формулой …

1.  2. 

3. 

4.  5. 

40. Состояние идеального газа изменилось в соответствии с графиком на р–Vдиаграмме. В состоянии 1 температура газа Т0. В состоянии 2 температура газа равна …

41. Максимальную внутреннюю энергию идеальный газ имеет в состоянии, соответствующем на P–V диаграмме точке … (ответ поясните).

1. А 2. Б

3. В

4. Г 5. везде одинакова

42.  Максимальную внутреннюю энергию идеальный газ имеет в состоянии, соответствующем точке … на рV диаграмме.

1. 1

2. 2

3. 3

4
V
. 4

5. 1 и 3
43. Минимальную температуру идеальный газ имеет в состоянии, соответствующем точке … на PV- диаграмме.
1.  1 2.  2 3. 3

4
V
.  4

5. 5
44. При изотермическом расширении идеального газа средняя кинетическая энергия его молекул … (ответ поясните).

1. увеличивается 2. уменьшается

3. не изменяется

Основы термодинамики. Адиабатический процесс. Цикл Карно

1. На диаграммах 1 и 2 представлены возможные процессы изменения состояния идеального газа. Если внутренняя энергия в точках 1 и 2 U1 и U2 , то … (ответ поясните).

1. U1 > U2

2. 

U1

=

U2 3. U1U2
2. Идеальный газ расширяясь, переходит из одного состояния в другое тремя способами: 1) изобарически; 2) изотермически; 3) адиабатически. Совершаемые в этих процессах работы соотносятся между собой следующим образом …

1. А1 А2 А3 2. А1 > А2 А3

3. 

А1

 > 

А2

 > 

А3 4. А1 = А2 = А3 5. А1 А2 > А3

3. С газом проводят циклический процесс, изображенный на рисунке. На каком из участков работа газа имеет наибольшее по модулю числовое значение?

1. 1-2 2. 2-3 3. 3-4 4. 4-1

5. нельзя дать однозначный ответ
4. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании газа к работе при охлаждении равно …

5. На (Р, V)-диаграмме изображены два циклических процесса. Отношение работ , совершенных в этих циклах, равно …

6. В процессе изменения состояния газа его давление и объем были связаны соотношением (). При уменьшении объема газа от до над ним была совершена работа …

1.  2. 

3. 

4.  5. 
7. Изменение внутренней энергии газа произошло только за счет работы сжатия газа в процессе …

1. изотермическом 2. изохорном

3. адиабатном

4. изобарическом 5. при любом процессе
8. В изобарном процессе одноатомному идеальному газу передано 100 Дж теплоты. Газ совершил работу … кДж.

1. 20

2. 40

3. 68 4. 80 5. 92
9.  При изобарном расширении неону передано 80 Дж теплоты. Изменение внутренней энергии равно …

1. 80

2. 48

3. 60 4. 32 5. 38

10. Идеальному газу передано количество теплоты 5 Дж и внешние силы совершили над ним работу 8 Дж. Внутренняя энергия газа при этом…

1. увеличилась на 3 Дж

2. увеличилась на 13 Дж

3. уменьшилась на 3 Дж

4. уменьшилась на 13 Дж 5. нужна информация о числе степеней свободы молекулы
11. Идеальному газу сообщили количество теплоты и над ним совершена работа . Работа, совершенная самим газом и приращение его внутренней энергии равны …

1. , 2. ,

3. ,

4. , 5. ,
12. Многоатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты Q. На работу, совершаемую при расширении газа, расходуется часть теплоты равная …

1. 0,25

2. 0,4 3. 0,5 4. 0,6 5. 0,75
13. На P–V диаграмме представлены три пути (а, б, в) перехода газа из состояния I в состояние II. Правильное соотношение количества теплоты, полученных газом при переходе следующее …

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

14. На рисунке изображены изотермы АВ и СД. Соотношение количества теплоты, поглощаемое газом в процессах I и II и приращение внутренней энергии следующее …

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

15. Удельная теплоемкость гелия (= 0,004 кг/моль) при постоянном объеме равна … Дж/(кг·К).

1. 1,5 2. 1,7 3. 12,5 4. 20,8

5. 3117

16. Молярная теплоемкость гелия (= 0,004 кг/моль) при постоянном объеме равна … Дж/(моль·К).

1. 1,5 2. 1,7

3. 12,5

4. 20,8 5. 3117
17. Разность молярных теплоемкостей сР – сV газа с молярной массой , имеющего степеней свободы равна …

1.  2. 3. 4. 

5. 

R

18. Разность удельных теплоемкостей сР – сV газа с молярной массой , имеющего степеней свободы равна …

1. R 2. 3. 4. 

5. 

19. Молярные теплоемкости гелия (He) в процессах 1–2 и 1–3 равны и соответственно. Тогда составляет …

20. Молярные теплоемкости гелия (Н2) в процессах 1–2 и 1–3 равны и соответственно. Тогда составляет …

1. 2. 3.  4.  5.

21. Среди приведенных формул к изотермическому процессу не имеют отношение …

А.  Б.  В.  Г.  Д. 

1. Б, Д 2. Г 3. В, Д

4. Б

5. А, В, Г, Д
22. Коэффициентом Пуассона называют величину, равную …

1.  2.  3. 

4. 

5. 
23. Коэффициент Пуассона для аргона равен …

1. 0,71 2. 1,29 3. 1,33 4. 1,4 5. 1,67
24. Расположите идеальные газы О2, NH3, Ne в порядке возрастания коэффициента Пуассона.

1. Ne, О2, N H3 2. О2, Ne, N H3 3. N H3, О2, Ne

4. N H3, Ne, О2 5. О2, N H3, Ne
25. Идеальный газ расширился адиабатно от объема до . При этом его … (ответ поясните).

1. давление увеличилось, температура не изменилась

2. давление увеличилось, температура уменьшилась

3. давление уменьшилось, температура увеличилась

4. давление уменьшилось, температура уменьшилась

5. давление уменьшилось, температура не изменилась
26. Идеальный газ нагревается адиабатно. При этом его … (ответ поясните).

1. давление увеличилось, объем не изменился

2. давление увеличилось, объем уменьшился

3. давление уменьшилось, объем увеличился

4. давление уменьшилось, объем уменьшился

5. давление уменьшилось, объем не изменился

27. До какой температуры охладится водород, находящийся при 0°С, если он расширился адиабатно от объема V1 до V2 = 2V1 (в К)?

1. 207 2. 137 3. 97 4. 48 5. 34

28. Кислород, находящийся при температуре 13єС под давлением 152 кПа, подвергнут адиабатическому сжатию, причем его объем уменьшился в 12 раз. Конечное давление стало равным …

1. 4,9 МПа 2. 1,824 МПа 3.490 кПа 4. 12,7 кПа 5. 49 кПа
29. Объем газа при адиабатическом сжатии уменьшился в 10 раз, давление увеличилось в 21,4 раза. Коэффициент Пуассона газа равен …

1. 1,33 2. 1,4 3. 1,67 4. 1,8
30. Воздух, находившийся при температуре 13єС под давлением 152 кПа, был подвергнут адиабатическому сжатию, причем его объем уменьшился в 12 раз. Конечное давление газа равно …

1. 4,9 МПа 2. 1,824 МПа 3.490 кПа 4. 12,7 кПа 5. 49 кПа
31. Горючая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре Т2 =1100 К. Начальная температура смеси Т1 =350 К. Во сколько раз нужно уменьшить адиабатно объем смеси, чтобы она воспламенилась? Показатель адиабаты ? = 1,4.

1. в 3,14 раза 2. в 3,3 раза3. в 11 раз

4. 17,5 раз

5. в 25 раз
32. При адиабатном расширении внутренняя энергия идеального газа …

1. увеличивается

2. уменьшается

3. остается неизменной

4. данных не достаточно 5. такого процесса не может быть
33. Идеальный газ, расширяясь, может переходить из одного состояния в другое тремя способами: 1) изобарически; 2) изотермически; 3) адиабатически. Совершаемые в этих процессах работы соотносятся между собой следующим образом…

1. А1 А2 А3 2. А1 > А2 А3

3. 

А1

 > 

А2

 > 

А3 4. А1 = А2 = А3 5. А1 А2 > А3
34. В результате получения 20 Дж теплоты 1 молем идеального двухатомного газа совершена работа 15 Дж. При этом температура газа …

1. увеличилась на 5,2 К

2. увеличилась на 0,24 К

3. уменьшилась на 5,2 К

4. уменьшилась на 0,24 К 5. осталась без изменения
35. Двухатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты Q. На увеличение внутренней энергии газа расходуется часть теплоты равная …

1. 0,25 2. 0,29 3. 0,6

4. 0,71

5. 0,75
36. Одноатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты Q. На работу, совершаемую при расширении газа, расходуется часть этой теплоты равная

1. 0,25

2. 0,4

3. 0,5 4. 0,6 5. 0,75
37. Многоатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты Q. На работу, совершаемую при расширении газа, расходуется часть теплоты равная …

1. 0,25

2. 0,4 3. 0,5 4. 0,6 5. 0,75
38. Сколько процентов теплоты, подводимой к идеальному газу в изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии и какая доля идет на работу расширения, если газ двухатомный?

1. 50%; 50% 2. 78%; 22% 3.75%; 25%

4. 71%; 29%

5. 60%; 40%
39. Температура водорода массойm = 4 г при адиабатном расширении понизилась на ?Т = 10 К. Газ совершил работу…Дж.

1. 218 2. 249 3.382 4. 

416

5. 588
40. Два грамма гелия, расширяясь адиабатически, совершили работу А = 259,3 Дж. В этом процессе изменение температуры составило…К.

1. 21 2. 25 3. 62

4. 42

5. 13

41. На нагревание кислорода массой 160 г на было затрачено 1,75 кДж теплоты. Процесс был …

1. изохорный

2. изобарный

3. адиабатический 4. изотермический
42. На P–V диаграмме представлены три пути (а, б, в) перехода газа из состояния I в состояние II. Правильное соотношение количества теплоты, полученного газом при переходе, следующее …

1. 

2. <