Тема: «Изопроцессы.Газовые законы»

Основные вопросы: изотермический, изобарный и изохорные процессы.

Задания:

1. Зависимость давления р от объёма V для фиксированного количества идеального газа при постоянной температуре представлена на графике

1)

2)

3)

4)

2. Зависимость давления р от температуры Т для фиксированного количества идеального газа при постоянном объёме представлена на графике

1)

2)

3)

4)

3. Зависимость объёма V от температуры Тдля фиксированного количества идеального газа при постоянной температуре представлена на графике

1)

2)

3)

4)

4. Баллон, содержащий 10 л водорода при давлении 1,2 МПа, соединили с пустым баллоном вместимостью 2 л. Какое давление установится в сосудах в процессе изотермического расширения.

5. Газ при 17 ⁰С занимает объём V. До какой температуры газ следует изобарно охладить, чтобы его объём стал 0,65 V?

6. Газ находится при температуре Т и давлении 2р. Докакой температуре газ следует изохорно нагреть, чтобы давление газа стало 3р?

7. Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на ∆T = 240 К, а давление — в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Найдите конечную температуру газа.

8. На ри­сун­ке изоб­ражён цик­ли­че­ский про­цесс для иде­аль­но­го газа. Изо­хо­ри­че­ско­му охлаждению газа со­от­вет­ству­ет уча­сток

9. На ри­сун­ке по­ка­зан цикл, осу­ществ­ля­е­мый с иде­аль­ным газом. Изо­бар­но­му нагреванию со­от­вет­ству­ет уча­сток

10. На ри­сун­ке изоб­ражён цик­ли­че­ский про­цесс для иде­аль­но­го газа. Изотермическому расширению газа со­от­вет­ству­ет уча­сток

11. На диаграмме изображены изотермы трех газов - кислорода, гелия и углекислого газа. Массы газов одинаковы. Измерения проводились при одной и той же температуре. Какой график соответствует какому газу?

1) 1 - Не; 2 - О₂; 3 - СО₂

2) 1 - СО₂; 2 - О₂; 3 - Не

3) 1 - Не; 2 - СО₂; 3 - О₂

4) 1 - О₂; 2 - Не; 3 - СО₂

12. На pТ-диаграмме отображена последовательность трёх процессов (1 → 2 → 3) изменения состояния 2 моль идеального газа. Какова эта последовательность процессов в газе?

1) сжатие → нагревание → охлаждение

2)нагревание → расширение при постоянной температуре → сжатие

3)охлаждение → расширение при постоянной температуре → сжатие

4)расширение → нагревание → охлаждение

13. В со­су­де на­хо­дит­ся иде­аль­ный газ. Про­цесс изо­бар­но­го из­ме­не­ния со­сто­я­ния газа по­ка­зан на диа­грам­ме (см. ри­су­нок). Масса газа в про­цес­се из­ме­ня­лась. В какой из точек диа­грам­мы масса газа имеет наименьшее зна­че­ние?

14. На VT –диа­грам­ме изоб­ра­же­на за­ви­си­мость V, объёма иде­аль­но­го газа от тем­пе­ра­ту­ры (см. ри­су­нок). Ка­ко­му со­сто­я­нию газа из четырёх (А, В, С, D) со­от­вет­ству­ет наи­большее дав­ле­ние? Массу газа счи­тать не­из­мен­ной.

15. Наибольший объём газа в процессе V_макс достигается

1)в точке 1 2)на всём отрезке 1–2 3)в точке 3 4)на всём отрезке 2–3

16. Один моль иде­аль­но­го газа сна­ча­ла сжи­ма­ет­ся при по­сто­ян­ной тем­пе­ра­ту­ре, затем на­гре­ва­ет­ся при по­сто­ян­ном дав­ле­нии и, на­ко­нец, охла­жда­ет­ся при по­сто­ян­ном объ­е­ме до пер­во­на­чаль­ной тем­пе­ра­ту­ры. Какой из гра­фи­ков в ко­ор­ди­на­тах p—T со­от­вет­ству­ет этим из­ме­не­ни­ям?

1) 1 2) 2 3)3 4)4

17. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре объём газа уменьшился до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях V–T соответствует этим изменениям состояния газа? Масса газа в ходе процесса не изменяется.

1)	2)
3)	4)

18. На графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются температура и давление газа в процессах 1−2 и 2−3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.

19. На графике представлена зависимость давления неизменной массы идеального газа от его плотности. Опишите, как изменяются в зависимости от плотности температура и объём газа в процессах 1−2 и 2−3.

20. При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный воздухом и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление воздуха в нём постоянным. Как изменяются при этом температура воздуха в сосуде и его плотность?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

21. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Из сосуда выпускается половина газа при неизменной температуре. Выберите из предложенного перечня два верных утверждения, верно описывающие данный процесс, и укажите их номера.

1) Давление газа в сосуде остаётся неизменным.

2) Объём газа в этом процессе остаётся неизменным.

3) Плотность газа в этом процессе увеличивается.

4) Сила Архимеда, действующая на шарик, не изменяется.

5) Концентрация молекул газа в сосуде увеличивается.

22. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). В сосуд закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменится в результате этого давление газа и концентрация его молекул?Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:1) увеличится; 2) уменьшится; 3)не изменится. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

23. Сосуд с газом плотно закрыт пробкой, площадью сечения которой 2,5 см². До какой температуры нагреть газ, чтобы пробка вылетела из сосуда, если сила трения, удерживающая пробку, 12 Н? Начальное давление в сосуде 10⁵Па, а начальная температура (-3)⁰С.

24. Определите, во сколько раз изменится концентрация молекул газа, если изобарически уменьшить абсолютную температуру в 7 раз, а затем количество газа уменьшить в 14 раз при том же давлении.

25. В цикле, состоящем из двух изохор и двух изобар, температура идеального газа равна 300 К в точке 1 и 450 К в точке 4. Диагональ цикла 1-3 лежит на прямой, проходящей через начало координат. Найдите температуру газа в точке 3.

26. Идеального газа совершает замкнутый процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Температура в точке 1 равна T₁ а в точке 3 T₃. Точки 2,4 лежат на одной изотерме. Найти температуру в этих точках.

27. Идеальный газ участвует в процессах, представленных на pV- диаграмме. В состоянии 1 температура газа равна 100 К, а в состоянии 2 она составляет 400 К. Определите температуру газа в состоянии 3.

28. В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S=5 см², ограниченном сверху подвижным поршнем массой M=1 кг, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте H=13 см от дна сосуда. На какой высоте h от дна сосуда окажется поршень, если на него положить груз массой m=0,5 кг? (Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной.Атмосферное давление принять равным 105 Па.) Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.

29. В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l₁ = 30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l₂ = 23,8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.