ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ




Содержание

1 Цель работы 2

Порядок выполнения работы 2

3 Содержание отчета 22

4 Контрольные вопросы 22

5 Литература 22

Приложение А. Теоретические положения 23

Приложение Б. Примеры решения задач 26

Приложение В.Применение газовых законов при решении различных

задач 29

Приложение Г 30


 


1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Уметь описать состояния газа.

1.2 Уметь определить процесс изменения состояния.

1.3 Определять закон, описывающих данный процесс.

1.4 Показать на графике процесс, по которому изменяется состояние газа в данной задаче.

1.5 Строить графики изопроцессов в координатах P,V; P,T; V,T.

 

2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1 Задание 1.

Дан график состояния газа в координатах (P,V).

1) Назовите процессы переходов:

1->2

2->3

3->4

2) Запишите газовые законы для 2-х состояний газа:

1->2

2->3

3->4

3) Постройте график состояния газа в координатах (P,T) или (V,T).


Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3


Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6


 


 

Вариант 7

Вариант 8


Вариант 9

Вариант 10


2.2 Задание 2: при помощи любых 2-х изопроцессов перейти из состояния (1) в состояние (2) (max 5).

2.3 Задание 3: решить задачи по вариантам.

Вариант 1

1. В дизеле в начале такта сжатия температура воздуха 270С, а давление 70 кПа. Во время сжатия объем воздуха уменьшается в 15 раз, а давление возрастает до 3,5 мПа. Определить температуру воздуха в конце сжатия. Показать на графике изменение состояния газа в координатах PV.

2. Определить число молекул в 1м3 газа, если при температуре 270Сдавление газа равно 4,14*105 Па. .

Вариант 2

1. В баллоне вместимостью 39л содержится 1,88кг углекислого газа () при 00С. При повышении температуры на 570С баллон разорвался. При каком давлении произошел разрыв баллона?

2. Средняя квадратичная скорость молекул водорода при 00С равна 1760 м/с. Какова средняя квадратичная скорость молекул кислорода при 273К?

Вариант 3

1. Каково давление воздуха () в камере сгорания дизельного двигателя при температуре 5030С, если плотность воздуха равна 1,8 кг/м3.

2. На сколько градусов нужно нагреть газ при постоянном давлении, чтобы его объем увеличился в пять раз по сравнению с объемом при 0º С? Построить изобару.

Вариант 4

1. Какое давление на стенки сосуда производит газ, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, масса газа 3г, а объем 0,5л?

2. В баллоне содержится 2кг газа при температуре 270К. Какую массу газа следует удалить из баллона, чтобы при нагревании до 300К давление осталось прежним?


 

Вариант 5

 

1. Чему равна плотность кислорода () при температуре 470С и давлении 1Мпа?

2. При некоторой температуре газ находится под давлением 2∙ 105 Па. На сколько градусов повысилась температура газа при постоянном объеме, если давление газа стало 2,5∙ 105 Па? Построить изохору.

Вариант 6

1. Средняя квадратичная скорость молекул кислорода при 9270С равна 960 м/с. Какова средняя квадратичная скорость этих молекул при 270С?

2. Какой минимальной емкостью баллон следует взять для содержания в нем 0,1 кг водорода (), если при температуре 361К давление в нем не должно превышать 6Мпа?

Вариант 7

1. В сосуде объемом 20л находится водород массой 4 грамма при температуре 270С. Определить давление водорода, если его молекулярная масса

2. Как изменится давление газа, если в закрытом сосуде средняя квадратичная скорость молекул идеального газа увеличится на 10%?

Вариант 8

1. Средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул азота (), находящегося под давлением 105Па, равна 1,41*103м/с. Определить конденсацию молекул азота при этом условии:

2. В сосуде газ при 150С. Если 40%газа выходит из сосуда, его температура будет 80С. Во сколько раз уменьшится давление газа?

Вариант 9

1. Сосуд, содержащий газ под давлением 1,4*105Па, соединили с пустым сосудом объемом 6л. После этого в обоих сосудах установилось давление 1*105Па. Найти объем первого сосуда (процесс изотермический) Построить график процесса в координатах PV.

2. Сколько молекул воздуха находится в комнате размерами 12м*5м*4м при температуре 150С и давлении 60МПа?

Вариант 10

1. Объем газа уменьшился от 7л до 4л, а давление газа увеличилось на 1,2атм. Определить начальное давление газа, процесс изотермический. Построить изотерму в координатах PV.

2. Определить число молекул в 1м3 кислорода, молекулярная масса которого при нормальных условиях ().

 

2.4 Задание 4: решить задачу поэтапно.

Вариант 1

При нагревании газа в закрытом баллоне на 1К давление увеличилось на 20%. Определить первоначальную температуру газа.


1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 


 

2. Выберите правильный график:

 

3. Исходные формулы:

P2=P1+0,2P1



PV=const
4. Расчетная формула:

 

Вариант 2

Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1К (P=const) увеличился на часть первоначального объема. Какова исходная температура газа.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

 


 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:


4. Расчетная формула:

 

Вариант 3

Газ находится в сосуде при давлении 2•106Па и температуре 270С. После нагревания на 500С в сосуде осталось половина газа. Определить установившееся давление.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода

назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа

назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:
P1V1=P2V2

4. Расчетная формула:

 

Вариант 4

Резиновый мяч содержит 4л воздуха, находящегося при температуре 200C при нормальном атмосферном давлении. Какой объем займет воздух, если мяч опустить в воду на глубину 10м? Температура воды 40C.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:

PV=const



4. Расчетная формула:

Вариант 5

На дне озера глубиной 20м температура воды 70C, на поверхности 250C. Пузырек воздуха, имеющий объем 1мм3, медленно поднимается со дна. Чему равен его объем у поверхности воды.
1. Определить последовательность действий при решении задачи
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:


4. Расчетная формула:

Вариант 6

На дне озера глубиной 20м температура воды 70C, на поверхности 250C. Пузырек воздуха, имеющий объем 1мм3, медленно поднимается со дна. Чему равен его объем у поверхности воды
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа



назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:



4. Расчетная формула

Вариант 7

При нагревании газа в закрытом баллоне на 1К давление увеличилось на 20%. Определить первоначальную температуру газа.

1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:

 

3. Исходные формулы:
P2=P1+0,2P1

PV=const
4. Расчетная формула:

Вариант 8

Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1К (P=const) увеличился на часть первоначального объема. Какова исходная температура газа.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа

назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:



4. Расчетная формула:

Вариант 9

Газ находится в сосуде при давлении 2•106Па и температуре 270С. После нагревания на 500С в сосуде осталось половина газа. Определить установившееся давление.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа

назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT
определить как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:
P1V1=P2V2


4. Расчетная формула:

Вариант 10

Резиновый мяч содержит 4л воздуха, находящегося при температуре 200C при нормальном атмосферном давлении. Какой объем займет воздух, если мяч опустить в воду на глубину 10м? Температура воды 40C.
1. Определить последовательность действий при решении задачи:
определить, возможно ли использование газовых законов (Шарля, Гей-Люсака, Бойля-Мариотта) для данного перехода



назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие II состояние газа
назвать газовый закон, описывающий процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2, и записать его для 2-х состояний газа
назвать макро- и микроскопические параметры, описывающие I состояние газа
назвать условия изменения состояния газа
назвать процесс перехода газа из состояния 1 в состояние 2
построить график изменения состояния газа в координатах PV (или VT) или PT

определить, как изменяется масса при переходе газа из состояния 1 в состояние 2

 

2. Выберите правильный график:


3. Исходные формулы:

PV=const
4. Расчетная формула:

 

3 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

3.1 Цель работы.

3.2 Порядок выполнения работы: решение задач, таблица 1.

3.3 Выводы по работе.

3.4 Ответы на контрольные вопросы.

 

4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4.1 Какова природа межмолекулярных сил?

4.2 Назовите условия, при которых газ можно считать идеальным.

4.3 Какие молекулы в атмосфере Земли движутся быстрее: молекулы азота или молекулы кислорода?

4.4 В чем заключается молекулярно-кинетическое толкование давление газа? термодинамической температуры?

4.5 В чем содержание и какова цель вывода основного уровня молекулярно-кинетической теории газов?

 

ЛИТЕРАТУРА

5.1 Дмитриева В.Ф. Физика. Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М. Издательский центр «Академия» 2005 г.

5.2 Самойленко П.И. Физика. Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М.; Издательский центр «Академия» 2003 г.

5.1 Жданов Л.С. Учебник по физике, “Наука”, М., 1984 г.


 

Приложение А

Теоретические положения

ОСНОВЫМОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-01-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: