План заданий (ИДЗ) по теме
«МКТ. Термодинамика»
1. Простейшие задачи а расчет количества вещества, концентрации молекул, молярной массы смеси газов и пр. – небольшие задачи, Сакун
2. Функция распределения Максвелла, Больцмана (тестовое заданиена графики, аналогичное ФЭПО) – графики – Звездина
3. Задача на функцию распределения Максвелла (определить долю молекул, скорости которых попадают в заданный интервал) или барометрическая формула. – задачи –Звездина
4. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Газовые законы. Расчетные задачи–Пушкарева
5. Тестовое задание с графиками – графики – Пушкарева
6. Число степеней свободы. Молярная, удельная теплоемкость.– задачи – Сакун
7. A, Q, ΔU. Адиабатный процесс. Применение первого закона т / динам.для изопроцессов – задачи – Пушкарева
8. Замкнутый цикл. Применение первого закона т/динамики+КПД. – большая задача. Задан график, перевести в другие оси, типа задачи С в ЕГЭ – Звездина
9. Адиабатный процесс. Цикл Карно – Сакун
10. Расчет изменения энтропии – Пушкарева
ИДЗ «МКТ. Термодинамика»
Вариант 1
1.1. Каким должен быть наименьший объем V баллона, вмещающего массу m = 6,4 кг кислорода, если его стенки при температуре t = 20°С выдерживают давление Р = 15,7 МПа?
1.2. В трех одинаковых сосудах при равных условиях находится одинаковое количество водорода, гелия и азота. Распределение молекул гелия будет описывать кривая под номером …
1.3. На какой высоте давление воздуха составляет 60% от давления на уровне моря? Считайте, что температура воздуха везде одинакова и равна t =10°C. Ускорение свободного падения принять равным g = 9,8 м/с2. Молярная масса воздуха М =0,029 кг/моль.
|
|
1.4. В закрытом сосуде находится масса m = 28 г азота при давлении Р 1 = 100 кПа и температуре t 1= 27°С. После нагревания давление в сосуде повысилось в 6 раз. Определите, до какой температуры был нагрет газ и каков объем сосуда?
1.5. Сравните приращения объемов Δ V A и Δ V B в процессах, представленных графиками А и В.
1) Δ V A> Δ V B 2) Δ V A< Δ V B
3) Δ V A = Δ V B 4) однозначного ответа дать нельзя
1.6. Молярные теплоемкости молекулярного водорода (при условии, что связь атомов в молекуле – упругая) в процессах 1-2 и 1-3 равны С 1 и С 2 соответственно. Тогда С 2/ С 1 составляет…
1) 9/7 2) 7/5
3) 5/7 4) 7/9
1.7. При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа А = 164 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу при этом расширении?
1.8. 
Один моль идеального одноатомного газ сжимается сначала адиабатно, а затем изобарно (см. рис.). Конечная температура равна начальной. Внешние силы за весь процесс 1- 2 - 3 совершили работу, равную 5 кДж. Определите, чему равна разность максимальной и минимальной температур газа 
в цикле?
1.9. Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины равен 30%. Если температура холодильника равна 7°С, то температура нагревателя равна …
1.10. Воду массой m = 0,1 кг нагревают от 0°С до 100° С и превращают в пар. Удельная теплоемкость воды с уд=4200 Дж/(кг·К), удельная теплота парообразования воды l = 2,26×106 Дж/К. Суммарное изменение энтропии при этом равно …
ИДЗ «МКТ. Термодинамика»
Вариант 2
2.1. Баллон содержит кислород (М = 0,032кг/моль) при давлении Р = 2 МПа. Найти его плотность, если средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы кислорода равна 6,21×10-21 Дж.
|
|
2.2. На рисунке представлен график функции распределения молекул кислорода по скоростям (распределение Максвелла) для температуры Т = 273 К, при скорости
v = 380 м/с функция достигает максимума. Здесь:
1) отлична от нуля вероятность того, что молекула кислорода при Т = 273 К имеет скорость точно равную 380 м/с
2) площадь заштрихованной полоски равна доле молекул со скоростями в интервале от 380 м/с до 385 м/с или вероятность того, что скорость молекулы имеет значение этом интервале скоростей
3) с понижением температуры площадь под кривой уменьшается
4) при изменении температуры положение максимума не изменяется.
Укажите не менее двух вариантов ответов.
2.3. Каково давление воздуха в шахте на глубине h = 1 км, если считать, что температура по всей высоте постоянная и равна t = 22°C, а ускорение свободного падения не зависит от высоты? Давление воздуха у поверхности Земли равно Р0 = 105 Па.
2.4. В баллоне вместимостью V = 25 л находится водород при температуре T = 290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на ΔР = 0,4 МПа. Определить массу израсходованного водорода.
2.5. Постоянная масса идеального газа участвует в процессе, показанном на рисунке. В каком состоянии объем газа будет наименьшим?
1) в точке 1 2) в точке 2
3) в точке 3 4) объем везде будет одинаковым
2.6. Кинетическая энергия вращательного движения всех молекул в 5 г кислорода при температуре 300 К равна …
2.7. При изотермическом расширении 10г азота, находящегося при температуре 17°С, газ получил количество теплоты, равное 860 Дж. Молярная масса азота равна 28·10-3 кг/моль. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?
|
|
2.8. 
На графике изображен цикл с идеальным одноатомным газом неизменной массы количеством ν = 2 моль. Представьте график цикла в координатах Р – V и определите количество теплоты, полученное газом за цикл, если параметры газа в состоянии 1 равны Т1 = 300 К, а давление Р 1 = 105 Па.
2.9. Адиабатному расширению газа (Р – давление, V – объем, T - температура, S – энтропия) соответсвует диаграмма …
Укажите не менее двух вариантов ответа
1) 4 2) 3 3) 6 4) 5 5) 2 6) 1
2.10. Один моль кислорода, занимающий при температуре Т 1 = 200 К объем V 1 = 10–2 м3, при нагревании до температуры Т 2 = 400 К расширяется до объема V 2 = 4×10-2 м3. Изменение энтропии равно …
ИДЗ «МКТ. Термодинамика»
Вариант 3
3.1. Средняя квадратичная скорость молекул водорода равна 
= 3×103 м/с. Число молекул водорода в единице объема сосуда при давлении P = 200 Па равно …
3.2. На (Р,V) – диаграмме показан процесс, производимый идеальным газом в изолированном сосуде. Начальное и конечное состояния будут соответствовать распределениям скоростей, изображенным на рисунке…
3.3. Определите отношение давления воздуха на высоте h1 = 1 км к давлению на дне скважины глубиной h 2= 1 км. Воздух у поверхности Земли находится при нормальных условиях, и его температура не зависит от высоты. Ускорение свободного падения принять равным g = 9,8 м/с2. Молярная масса воздуха М =0,029 кг/моль.
3.4. 12 г газа занимают объем V = 4×10–3 м3 при температуре t = 7°C. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна ρ = 6×10 –4 г/см3. До какой температуры нагрели газ?
3.5. 
На рисунке в двух из трех пар координатных осей P-V, P-T и V-T изображены графики одного и того же изопроцесса (первая координата откладывается по оси ординат). Определите, какой это процесс.
1) Изотермический. 2) Изохорический.
3) Изобарический. 4) Адиабатический.
3.6. Каковы удельные теплоемкости C v и Cp смеси газов, содержащей кислород массой m 1 = 10 г и азот m 2 = 20 г?
3.7. При изотермическом расширении 14 г азота, находящегося при температуре 17°С была совершена работа А = 960 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота (
) при расширении?
3.8. 
Идеальный двухатомный газ в количестве 
= 1 моль сначала изотермически расширился (Т 1 = 300 К). Затем газ нагрели, повысив давление в 3 раза(см. рисунок). Чему равна работа за весь процесс и количество полученной теплоты? Представьте график процесса в координатах Р – V.
3.9. Если КПД цикла Карно равен 60%, то температура нагревателя больше температуры холодильника в ……. раз.
3.10. В результате нагревания массы m = 22 г азота его термодинамическая температура увеличилась от T 1 до T 2 = 1,2 T 1, а энтропия увеличилась на D S = 4,16 Дж/К. Определить, как проводился данный процесс: при постоянном объеме или при постоянном давлении?