Мкт 2 газа в одном сосуде

2011 год 109 вариант СЗ

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t1 = 0°С. Если сообщить ему количество теплоты Q = 50 кДж, то 3/4 льда растает. Какое количество теплоты q надо после этого сообщить содержимому сосуда дополнительно, чтобы весь лёд растаял и образовавшаяся вода нагрелась до температуры t2 = 20°С? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.
(Решение)

2011 год. 01-2 вариант. С3
В бутылке объемом V = 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки площадью S = 2 см2 заткнуто короткой пробкой, имеющей массу m = 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы медленно вытащить из ее горлышка пробку, нужно приложить к пробке горизонтально направленную силу F = 1 Н. Бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх. Какое количество теплоты нужно сообщить гелию в бутылке для того, чтобы он выдавил пробку из горлышка? (Решение)

2011 год. 01-1 вариант. С3
Один моль идеального одноатомного газа переводят из состояния 1 с температурой Т1 = 300 К в состояние 2 таким образом, что в течение всего процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В ходе этого процесса газ получает количество теплоты Q = 14958 Дж. Во сколько раз n уменьшается в результате этого процесса плотность газа? (Решение)

2010 год. 11 вариант. С1
В кабинете физики проводились опыты с разреженным газом постоянной массы. По невнимательности ученик, отметив на графике начальное и конечное состояния газа (см. рисунок), не указал, какие две величины из трёх (давление р, объём V, температура Т) отложены по осям. В журнале осталась запись, согласно которой названные величины изменялись следующим образом: p1 < р2, V1 > V2, Τ1 < Ί2. Пользуясь этими данными, определите, какие величины были отложены на горизонтальной и вертикальной осях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали. (Решение)

2010 год
304 вариант СЗ

Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и
того же начального состояния (p1, V1) до одного и того же конечного объёма V2
первый раз по изобаре, а второй – по адиабате (см. рисунок). Отношение количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа |U3 — U1| на адиабате k = Q12/|U3 — U1| = 6 . Чему равно
отношение х работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13? (Решение)

2010 год. 135 вариант. С5
В цилиндр закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие площадью 5·10-4 м2, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии невесомым стержнем длиной 0,5 м, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок). Расстояние АВ равно 0,1 м. К свободному концу стержня подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через
580 с работы насоса, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите объём цилиндра. (Решение)

2009 год. 133 вариант. С1
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода
и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура
воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса
жидкости в сосуде? Ответ поясните. (Решение)

2009 год. 133 вариант. С3
Один моль одноатомного идеального газа
переходит из состояния 1 в состояние 3 в
соответствии с графиком зависимости его объёма
V от температуры T (T0 = 100 К). На участке 2 − 3
к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите
отношение работы газа А123 ко всему количеству
подведенной к газу теплоты Q123. (Решение)

2009 год. 304 вариант. С3
Постоянная масса одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты QH = 8 кДж. Какую работу совершают внешние силы при переходе газа из состояния 2 в состояние 3?

(Решение)
2008 год. 131 вариант. С2
Разогретый сосуд прикрыли поршнем, который с помощью вертикальной нерастяжимой нити соединили с потолком. На сколько процентов от начальной понизится температура воздуха в сосуде к моменту, когда сосуд оторвется от поверхности, на которой он расположен? Масса сосуда 5 кг. Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения. Площадь дна сосуда 125 см2. Атмосферное давление 105 Па. Тепловым расширением сосуда и поршня пренебречь. (Решение)

2008 год. 5941 вариант. С2
В калориметре находился m1 = 1 кг льда при температуре t1 = -5°С. После добавления в калориметр m2 = 25 г воды в нем установилось тепловое равновесие при температуре t = 0°С. Какова температура t2 добавленной в калориметр воды, если в калориметре оказался в итоге только лёд? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. (Решение)

2008 год. 05205939 вариант. С2
В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемый воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории 300 К, а атмосферное давление составляет 750 мм рт.ст. (Решение)

2008 год. 2 вариант. С2
Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество водорода при температуре 361 К. Какая масса газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь. (Решение)

2007 год. 19 вариант. С2
В сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г, а молярная масса 0,004 кг/моль. Вначале давление в сосуде было равно 4•105 Па при температуре 400 К. После охлаждения газа давление понизилось до 2•105 Па. Какое количество теплоты отдал газ? (Решение)

2006 год. 61 вариант. С2
В водонепроницаемый мешок, лежащий на дне моря на глубине 73,1 м, закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и когда объём воздуха в мешке достигает 28,0 м3- мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом. Масса оболочки мешка 2710 кг. Определите массу груза. Температура воды равна 7°С, атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь. (Решение)

2006 год. 86 вариант. С2
Теплоизолированный сосуд объемом V = 2 м3 разделен теплоизолирующей перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится 2 моль гелия, а в другой – такое же количество молей аргона. Начальная температура гелия равна 300 К, а температура аргона 600 К. Определите давление смеси после удаления перегородки. Теплоемкостью сосуда пренебречь. (Решение)

2006 год. 33 вариант. С2
Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)

2006 год. 222 вариант. С2
С одним молем идеального одноатомного газа совершают процесс 1-2-3-4, показанный на рисунке в координатах V-Т. Во сколько раз количество теплоты, полученное газом в процессе 1-2-3-4, больше работы газа в этом процессе? (Решение)

2005 год. 58 вариант. С2
Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился при температуре T1 = 300 К. Затем газ изобарно нагрели, повысив температуру в 3 раза. Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Решение)

2004 год. 92 вариант. С2
10 моль одноатомного идеального газа сначала охладили, уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Решение)

2004 год. 77 вариант. С5
Идеальный одноатомный газ используется в качестве рабочего тела в тепловом двигателе. В ходе работы двигателя состояние газа изменяется в соответствии с циклом, состоящим из двух адиабат и двух изохор (см. рисунок). Вычислите КПД такого двигателя. (Решение)

2004 год. 49 вариант. С5
При электролизе воды образуется кислород О2 и водород Н2. Газы отводят в сосуд объёмом 100 л, поддерживая в нём температуру 300 К. Чему равна масса воды, которая разложилась в результате электролиза, чтобы суммарное давление в сосуде достигло 0,1 атм? Считать, что ничего не взрывается.
(Решение)

2004 год. 35 вариант. С5
Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350 К. Плотность смеси оказалась равной 50 г/м3. Чему равно давление в сосуде? (Решение)

Источник

8. Молекулярно-кинетическая теория

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

Идеальный газ находится в закрытом сосуде при нормальном атмосферном давлении. При неизменной концентрации молекул средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул уменьшается на 5 %. Определите конечное давление газа. Ответ выразите в кПа.

Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа прямо пропорциональна абсолютной температуре: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана.
При уменьшении энергии на 5% абсолютная температура также уменьшится на 5%.
Запишем формулу для расчета давления газа: [p=nkT] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах. Запишем это уравнение для конечного и начального состояния газа: [begin{cases}
p_2=nkT_2 hspace{5 mm} (1) \
p_1=nkT_1 hspace{5 mm} (2) \
end{cases}] Поделим (1) на (2): [dfrac{p_2}{p_1}=dfrac{T_2}{T_1}=0,95] [p_2=0,95p_1=0,95cdot10^5 text{ Па}=95 text{ кПа}]

Ответ: 95

В ходе эксперимента давление разреженного газа в сосуде снизилось в 5 раз, а средняя энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом концентрация молекул газа в сосуде

“Демоверсия 2020”

Средняя кинетическая энергия: [E=dfrac{3}{2}kT] Значит температура тоже уменьшилась в 2 раза.
Из основного уравнения МКТ: [p=nkT] Если давление упало в 5 раз, а температура упала лишь в 2, то концентрация упадет в 2,5 раз.

Ответ: 2,5

Каково давление газа, если при температуре (t=77) (^{circ})С в одном кубическом сантиметре находится (10^{15}) молекул? (Ответ дайте в Па и округлите до сотых.)

Запишем формулу для расчета давления газа: [hspace{5 mm} p=nkT hspace{5 mm} (1)] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах.
Концентрация газа вычисляется по формуле: [hspace{5 mm} n=dfrac{N}{V} hspace{5 mm} (2)] где (N) — количество молекул газа, (V) — объем, который занимает газ.
Подставим (2) в (1): [p=dfrac{N}{V}kT] [p =dfrac{10^{15}}{10^{-6}text{ м}^3}cdot1,38cdot10^{-23}text{ }dfrac{text{Дж}}{text{К}}cdot350text{ К}=4,83 text{ Па}]

Ответ: 4,83

При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона уменьшилась в 4 раза. Какова конечная температура аргона?

“Демоверсия 2021”

Средняя кинетическая энергия движения: [E=dfrac{3}{2}kT] Пусть (T_0) – начальная температура, (T_k=T_0+600) – конечная температура. тогда [T_0+600=4T_0 Rightarrow 3T_0=600 Rightarrow T_0=200text{ К}]

Ответ: 200

Во сколько раз изменится давление разреженного одноатомного газа, если абсолютная температура газа уменьшится в 2 раза, а концентрация молекул увеличится в 2 раза?

Запишем формулу для расчета давления газа: [p=nkT] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах.
При уменьшении температуры в 2 раза и увеличении концентрации в 2 раза давление не изменится.

Ответ: 1

При понижении абсолютной температуры идеального газа его средняя кинетическая энергия уменьшилась в 3 раза. Если начальная температура составляла 600 К, то чему будет равна температура газа при новых условиях?

Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана.
При понижении кинетической энергии температура также будет уменьшаться.
Начальная температура равна 600 К, конечная температура составит: [T_text{к}=dfrac{T_text{н}}{3}=200 text{ К}]

Ответ: 200

Концентрацию молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 1,5 раза. Одновременно среднюю энергию хаотичного движения молекул газа увеличили в 3 раза. Чему равно отношение конечного давления к начальному?

Запишем формулу для вычисления давления одноатомного идеального газа, если известна концентрация и средняя энергия хаотичного движения молекул: [p=dfrac{2}{3}nE_k] Таким образом, если хаотичное движение молекул увеличили в 3 раза, а концентрацию молекул уменьшили в 1,5 раза, то отношение конечного давления к начальному будет равно 2.

Ответ: 2

Источник

1.Обучающие задания по МКТ

1(А) Укажите пару веществ, скорость диффузии которых наибольшая при прочих равных условиях:

1) раствор медного купороса и вода

2) пары эфира и воздух

3) свинцовая и медная пластины

4) вода и спирт

2(А) Какова масса 25 моль углекислого газа?

1) 1,5 кг 2) 1,1 кг 3) 0,9 кг 4) 1,3 кг

Указание: найти молярную массу СО2, по формуле m = νM определить массу.

3(А) Температура железного бруска 41оС , а температура деревянного бруска 285 К. Температура которого бруска выше?

1) железного

2) деревянного

3) температура брусков одинакова

4) сравнивать температуры брусков нельзя, так как они выражены в разных единицах.

Указание: воспользоваться формулой T=t+273.

4(А) На рисунке показана схема опыта Штерна по определению

скорости молекул. Пунктиром

обозначена траектория

атомов серебра, летящих

от проволоки в центре установки через щель во внутреннем цилиндре к внешнему цилиндру при неподвижных цилиндрах. Черным отмечено место, куда попадали атомы серебра при вращении цилиндров. Пятно образовалось когда

1) только внешний цилиндр вращался по часовой стрелке

2) только внутренний цилиндр вращался по часовой стрелке

3) оба цилиндра вращались по часовой стрелке

4) оба цилиндра вращались против часовой стрелки.

5(А) Модель идеального газа предполагает, что…

А. молекулы не притягиваются друг к другу.

Б. молекулы не имеют размеров.

1) только А 3) и А, и Б

2) только Б 4) ни А, ни Б

6(А) Воздух в комнате состоит из смеси газов: водорода, кислорода, азота, водяных паров, углекислого газа и др. Какие из физических параметров этих газов обязательно одинаковы при тепловом равновесии?

1) температура

2) давление

3) концентрация

4) средний квадрат скорости теплового движения молекул.

7(А) В баллоне находится газ, количество вещества которого равно 4 моль. Сколько молекул газа находится в баллоне?

1) 6·1023 2) 12·1023 3) 24·1023 4) 36·1023

Указание: в 1 моле вещества содержится число частиц равное NА.

8(А) Как изменится давление идеального газа на стенки сосуда, если в данном объеме скорость каждой молекулы удвоилась, а концентрация молекул не изменилась?

1) не изменится

2) увеличится в 2 раза

3) увеличится в 4 раза

4) уменьшится в 2 раза

Указание: применить основное уравнение МКТ идеального газа.

9(А) Давление 105 Па создается молекулами газа, масса которых 3·10-26 кг при концентрации 1025 м-3. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул?

1) 1 мм/с 3) 300 м/c

2) 1 см/с 4) 1000 м/с

Указание: применить основное уравнение МКТ идеального газа.

10(А) Сколько частиц содержится в 8 г кислорода, если степень его диссоциации 10%?

1) 1,5∙1023 3) 1,35∙1023

2) 1,5∙1022 4) 1,65∙1023

Указание: учесть, что после диссоциации (распада молекул на атомы) 10% от общего числа молекул кислорода распадется на атомы, число которых будет в 2 раза больше, чем число распадающихся молекул.

11(А) Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число молекул азота, соединены краном. В первом сосуде υср.кв.1 =565 м/с, во втором – υср.кв.2 =707 м/с. Кран открывают. Чему будет равна среднеквадратичная скорость молекул после того, как установится равновесие?

1) 600 м/с 2) 630м/с 3) 636 м/c 4) 640 м/с

Указание: воспользоваться формулой среднеквадратичной скорости.

12(А) Азот (молярная масса 0,028 кг/моль) массой 0,3 кг при температуре 280 К оказывает давление на стенки сосуда, равное 8,3·104 Па. Чему равен объем газа?

1) 0,3 м3 2) 3,3 м3 3) 0,6 м3 4) 60 м3

Указание: воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона.

13(А) Как изменится давление идеального газа постоянной массы при увеличении абсолютной температуры и объема в 2 раза?

1)увеличится в 4 раза

2) уменьшится в 4 раза

3) не изменится

4) увеличится в 2 раза.

Указание: воспользоваться уравнением Клапейрона.

14(А) Идеальный газ, занимающий объем 15 л, охладили при постоянном давлении на 60 К, после чего объем его стал равным 12 л. Первоначальная температура была равна:

1) 210 К 2) 240 К 3) 300 К 4) 330 К

Указание: воспользоваться уравнением изобарного процесса.

15(А) Газ изохорно охлаждается, а затем

изотермически расширяется. На каком из графиков представлены эти процессы?

1) 3)

p 2

2) 4)

16(А) На рисунке представлен график изменения состояния

идеального газа. На

основании данных

графика можно сказать,

что давление газа…

1) максимально в состоянии 1

2) максимально в состоянии 2

3) максимально в состоянии 3

4) одинаково во всех состояниях

Указание: Точки 1,2,3 соединить

с началом координат.

Эти прямые соответствуют

изобарным процессам, причем

чем меньше угол наклона

прямой к оси абсцисс, тем больше давление.

17(А) Какое свойство отличает кристалл от аморфного тела?

1) анизотропность 3) твердость

2) прозрачность 4) прочность

18(А) Как изменяется внутренняя энергия вещества при кристаллизации?

1) увеличивается

2) не изменяется

3) уменьшается

4) может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от кристаллической структуры тела

19(А) При испарении жидкость остывает. Молекулярно-кинетическая теория объясняет это тем, что чаще всего жидкость покидают молекулы, кинетическая энергия которых…

1) …равна средней кинетической энергии молекул жидкости.

2) …превышает среднюю кинетическую энергию молекул жидкости.

3) …меньше средней кинетической энергии молекул жидкости.

4) …равна суммарной кинетической энергии молекул жидкости.

20(А) Давление насыщенного водяного пара при температуре 40оС приблизительно равно 6·103 Па. Каково парциальное давление водяного пара в комнате при этой температуре, если относительная влажность 30 %?

1) 1,8·103 Па 3) 1,2·103 Па

2) 3·103 Па 4) 2·103 Па

Указание: воспользоваться формулой относительной влажности воздуха.

21(А) С помощью психрометрической таблицы определите показания влажного термометра, если температура в помещении 16оС, а относительная влажность воздуха 62%:

1) 20 оС 2) 22 оС 3) 12 оС 4) 16оС

Психрометрическая таблица

Пока-зания сухого термо-

метра

Разность показаний сухого и влажного

термометров

Относительная влажность, %

10 12

100

Указание: с помощью таблицы определим разность в показаниях сухого и влажного термометров, а затем температуру влажного термометра.

22(В) Два сосуда, содержащих одинаковую массу одного и того же газа, соединены трубкой с краном. В первом сосуде давление 105 Па, во втором 3·105Па. Какое давление установится после открытия крана, если температура в сосудах была одинаковой и не менялась?

Решение:

23(В) Из баллона израсходовали некоторую часть кислорода, в результате чего давление в баллоне уменьшилось от р1 = 8 МПа до р2=6,8 МПа. Какая масса кислорода ∆m была израсходована, если первоначальная масса кислорода в баллоне m=3,6 кг.

Решение:

24(С) Как изменится температура идеального газа, если увеличить его объем в 2 раза при осуществлении процесса, описываемого формулой ?

Решение:

Температура уменьшится в 8 раз.

25(С) Кристалл поваренной соли имеет кубическую форму и состоит из чередующихся ионов Na и Cl. Найти среднее расстояние d между их центрами, если плотность соли ρ = 2200 .

Решение: , , . Так как и , то , d≈2,8·10-10 м.

Источник