Стеклянный сосуд наполнен воздухом при давлении 200

Цель: проверка знаний по теме «Молекулярно-кинетическая теория идеального газа».

Ход урока

I. Групповой зачет

Группа 1

1. Какие процессы изображены на графике (рис. 122)? Каким законам они подчиняются?

2. Запишите основное уравнение МКТ идеального газа.

3. Запишите закон Бойля-Мариотта двух состояний.

4. Газ при давлении 8 атм и температуре 12 °С занимает объем 855 л. Каково будет его давление, если газ данной массы при температуре 47 °С займет объем 800 л? (Ответ: 9,6 атм.)

5. Представить данный процесс в координатах Р(Т) и P(V) (рис. 123).

6. Воздух в упругой оболочке при 20 °С и при нормальном атмосферном давлении занимает объем 3 л. Какой объем займет этот воздух под водой на глубине 136 м, где температура 4 °С? (Ответ: 0,19 л).

7. Из цилиндрической трубки, запаянной с одного конца, откачали воздух. При опускании ее открытым концом в воду вода поднялась до высоты 68 см. Какое давление было в трубке после откачки, если атмосферное давление во время опыта было 750 мм рт. ст.? Длина трубки 75 см. (Ответ: 8675 Па).

Группа 2

1. Какие процессы изображены на графике (рис. 124)? Каким законам они подчиняются?

2. Запишите основное уравнение МКТ газа через абсолютную температуру.

3. Запишите закон Бойля-Мариотта двух состояний.

4. В баллоне емкостью 26 л находится 1,1 кг азота при давлении 35 атм. Определите температуру газа. (Ответ: 6 °С.)

5. Из баллона со сжатым водородом емкостью 1 м3 вследствие неисправности вентиля вытекает газ. При температуре 7 °С манометр показал 5 атм. Через некоторое время при температуре 17 °С манометр показал 3 атм. На сколько уменьшилась масса газа в баллоне? (Ответ: 180 г.)

6. Представить данный процесс в координатах V(T) и P(V) (рис. 125).

7. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня 0,6 кг, его площадь 20 см2. С какой силой надо действовать на поршень, чтобы объем газа в цилиндре уменьшился вдвое? Температура газа не изменяется. Атмосферное давление нормальное. (Ответ: 206 Н.)

Группа 3

1. Какие процессы изображены на графике (рис. 126)? Каким законам подчиняются эти процессы?

2. Запишите основное уравнение МКТ газа через среднюю энергию молекул.

3. Запишите уравнение состояния идеального газа.

4. Представьте данный процесс в координатах V(T) и Р(Т) (рис. 127).

5. Теплоизолированный сосуд разделен пополам перегородкой. В одной половине сосуда находится идеальный газ при температуре 27 °С и давлении 2 атм, во второй половине – другой идеальный газ с температурой 127 °С и при давлении 5 атм. Найти установившуюся температуру смеси газов после того, как убрали перегородку. (Ответ: 365 К.)

6. Найти давление 1 л неона, если масса его 45 г, а температура 0 °С. (Ответ: 51 атм.)

7. Внутренний объем цилиндра двигателя внутреннего сгорания 0,93 л. Какой объем займут при нормальных условиях выхлопные газы, выбрасываемые за один ход поршня, если к моменту открытия выпускного клапана температура газа в цилиндре 1000 °С, а давление 5 атм? (Ответ: 1 л.)

Группа 4

1. Какие процессы изображены на графике (рис. 128)? Каким законам эти процессы подчиняются?

2. Как рассчитать число молекул в любом теле массой m?

3. Запишите уравнение Клапейрона двух состояний.

4. Стальной баллон наполнен азотом при температуре 12 °С. Давление азота 15 МПа. Найти плотность азота при этих условиях.

5. В какой трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути высотой 5 см. Когда трубка расположена вертикально открытым концом вверх, то длина воздушного столбика, закрытого ртутью, 10 см. Какова будет длина этого воздушного столбика, если трубку расположить открытым концом вниз? Горизонтально? Определить атмосферное давление. Представить данный процесс в координатах Р(Т) и P(V) (рис. 129).

6. Представить данный процесс в координатах V(T) и P(V) (рис. 130).

Группа 5

1. Какие процессы изображены на графике (рис. 131)? Каким законам эти процессы подчиняются?

2. Напишите три формулы для определения количества вещества.

3. Запишите закон Шарля для двух состояний.

4. Невысокий стеклянный сосуд объемом 1 дм3 наполнен воздухом при давлении 200 мм рт. ст. Какое количество воды войдет в сосуд, если в нем сделать отверстие под водой на глубине 2 м от поверхности? Атмосферное давление 800 мм рт. ст. (Ответ: 790 см3.)

5. Маленькую стеклянную пробирку помещают в воду открытым концом вниз. На какой глубине вода войдет в пробирку на 3/5 ее длины? Атмосферное давление 750 мм рт. ст. (Ответ: 15 м.)

6. Представить данный процесс в координатах V(T) и Р(Т) (рис. 132).

7. Вертикальная трубка опущена в сосуд с ртутью так, что столб ртути в трубке равен 40 мм над поверхностью ртути в сосуде, а столб воздуха равен 190 мм над ртутью. На сколько надо опустить трубку, чтобы уровни ртути сравнялись? Атмосферное давление нормальное. (Ответ: 50,3 мм.)

Домашнее задание

Задачи с. 182 (8-9).