Термодинамика
.docТренировочный тест по теме «Термодинамика»
2002 год
Вариант 1.
А10. Внутренняя энергия гири увеличивается, если
1) |
гирю поднять на 2 м |
2) |
гирю нагреть на 2оС |
3) |
увеличить скорость гири на 2 м/с |
4) |
подвесить гирю на пружине, которая растянется на 2 см |
А11. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 3 кДж и отдает холодильнику количество теплоты, равное 2,4 кДж. КПД двигателя равен
1) |
20% |
2) |
25% |
3) |
80% |
4) |
120% |
А12. Какой из графиков, изображенных на рисунке соответствует процессу, проведенному при постоянной температуре газа?
1) |
А |
2) |
Б |
3) |
В |
4) |
Г |
А13. 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 |
А14. Температура кристаллического тела при плавлении не изменяется. Внутренняя энергия вещества при плавлении
1) |
увеличивается |
2) |
не изменяется |
3) |
уменьшается |
4) |
может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от кристаллической структуры тела |
А29. Работа газа за термодинамический цикл 1-2-3-4 равна
1) |
100 кДж |
2) |
200 кДж |
3) |
300 кДж |
4) |
400 кДж |
А30. Какова температура идеального газа в точке 2, если в точке 4 она равна 200К (см.рис. к заданию А29)?
1) |
200 К |
2) |
400 К |
3) |
600 К |
4) |
1200 К |
В2. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 500 Дж, а газ при постоянном давлении 105 Па расширился на 310–3 м3?
С2. Рассчитайте КПД тепловой машины, использующей в качестве рабочего тела одноатомный идеальный газ и работающей по циклу, изображенному на рисунке.
2003 год.
А11 При охлаждении твердого тела массой m температура тела понизилась на T. По какой из приводимых ниже формул следует рассчитывать количество отданной телом теплоты Q? с – удельная теплоемкость вещества.
-
с·m·T 2) 3) 4)
А12 Внутренняя энергия идеального газа при его охлаждении
-
увеличивается
-
уменьшается
-
увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения объема
-
не изменяется
А13 Температура кипения воды зависит от
-
мощности нагревателя
-
вещества сосуда, в котором нагревается вода
-
атмосферного давления
-
начальной температуры воды
А27 Тепловая машина с КПД 40 % получает за цикл от нагревателя 100 Дж. Какое количество теплоты машина отдает за цикл холодильнику?
-
40 Дж
-
60 Дж
-
100 Дж
-
160 Дж
В2 Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении 80 г гелия с 200 ºС до 100 ºС? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до целых.
С2 Некоторое количество гелия расширяется: сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной. При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 4,5 кДж. Какова работа газа за весь процесс?С2 Некоторое количество гелия расширяется: сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной. При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 4,5 кДж. Какова работа газа за весь процесс?
Тренировочный тест по теме « Термодинамика»
Вариант 2.
2004 год.A9.A10.
A24
B2
2005 год.
А 9.
При нагревании текстолитовой пластинки массой 0,2 кг от 30º C до 90º C потребовалось затратить 18 кДж энергии. Следовательно, удельная теплоемкость текстолита равна
1) |
0,75 кДж/(кгК) |
2) |
1 кДж/(кгК) |
3) |
1,5 кДж/(кгК) |
4) |
3 кДж/(кгК) |
A10
В герметично закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ. Как изменится внутренняя энергия газа при понижении его температуры?
1) |
увеличится или уменьшится в зависимости от давления газа в сосуде |
2) |
уменьшится при любых условиях |
3) |
увеличится при любых условиях |
4) |
не изменится |
A11
Как изменяется внутренняя энергия кристаллического вещества в процессе его плавления?
1) |
увеличивается для любого кристаллического вещества |
2) |
уменьшается для любого кристаллического вещества |
3) |
для одних кристаллических веществ увеличивается, для других – уменьшается |
4) |
не изменяется |
|
|
А 12.
Максимальный КПД тепловой машины с температурой нагревателя 227 С и температурой холодильника 27 С равен
1) |
100 % |
2) |
88 % |
3) |
60 % |
4) |
40 % |
A13
Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20 С равно 0,466 кПа, давление насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Относительная влажность воздуха равна
1) |
10 % |
2) |
20 % |
3) |
30 % |
4) |
40 % |
A28
В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. График зависимости объема газа от температуры при изменении его состояния представлен на рисунке. В каком состоянии давление газа наибольшее?
1) |
А |
2) |
В |
3) |
С |
4) |
D |
B2
На рисунке показан процесс изменения состояния идеального газа. Внешние силы совершили над газом работу, равную 5·104 Дж. Какое количество теплоты отдает газ в этом процессе? Ответ выразите в килоджоулях (кДж).
C2
10 моль идеального одноатомного газа охладили, уменьшив давление в 3 раза. Затем газ нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 2 3?
Образец возможного решения (рисунок не обязателен) |
|
Согласно первому началу термодинамики и условию, что газ идеальный и одноатомный, имеем: Q23 = U23 + A23, U23 = R·T23, A23 = P2V23 = R·T23, причем T23 = T21. Следовательно, Q23 = R·T21, Согласно закону Шарля, , или Т2 = , T21 = Т1, и Q23 = RT1 = 108,31300 = 41550 (Дж). |
|
Критерии оценки выполнения задания |
Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — I начало термодинамики, уравнение Менделеева – Клайперона, уравнение связи энергии частиц с температурой газа и формула расчета работы газа); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение "по частям" (с промежуточными вычислениями).
|
3 |
Приведено решение, содержащее ОДИН из следующих недостатков: — в необходимых математических преобразованиях и (или) вычислениях допущены ошибки; — представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов; — правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
|
2 |
Приведено решение, соответствующее ОДНОМУ из следующих случаев: — в решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие-либо числовые расчеты; — записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка.
|
1 |
С2. 2002 год.(максимум 7 баллов) Задача считается решенной, если за нее набрано не менее 5 баллов.
(1 балл). Знание определение КПД тепловой машины, работающей по циклу 1-2-3-4: = , где А1234 – работа газа в цикле,
Q13 – суммарное количество теплоты, полученное на участках цикла 1-2 и 2-3.
(1 балл). Знание геометрического смысла работы газа в в цикле. A1234 равна площади прямоугольника 1-2-3-4, изображающего график цикла в координатах p-V: A1234 = 2p0V0.
(1 балл). Понимание того, что тепло подводится к газу на участках 1-2 и 2-3, и того что на участке 2-3 по первому закону термодинамики оно затрачивается только на увеличение внутренней энергии, а на участке 2-3 на увеличение внутренней энергии и совершение работы в изобарном процессе:
Q13= U13+ A13 = U13 + A12 + A23 = U13 + A23.
(1 балл) Умение рассчитывать работу в изобарном процессе 2-3:
А23 = 2p02V0 = 4p0V0.
(1 балл) Знание связи между внутренней энергией одноатомного идеального газа и абсолютной температурой: U13 = RT3 – RT1.
(1 балл). Использование уравнения Клапейрона-Менделеева для перехода от значений Т к значениям p и V: U13 = 2p0 3V0 – p0V0 = p0V0.
(1 балл) Совмещение всех уравнений для получения значения КПД и правильные алгебраические преобразования с получением численного ответа. Ответ может быть приведен и в виде округленной десятичной дроби.
Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу) |
Баллы |
Элементы ответа. 1) Записаны формулы для расчета количества теплоты, отданного калориметром и водой и полученного льдом при плавлении и нагревании ; ; Qплавл. = льда m льда; . 2) Записано уравнение теплового баланса
3) Получено выражение для массы льда и рассчитано ее числовое значение m льда = = . m льда = 0,04 (кг). |
|
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен) |
3 |
Решение включает 1-й и 2-й из приведенных выше элементов |
2 |
Решение включает только 1-й или только 2-й из приведенных выше элементов |
1 |
Все элементы ответа записаны неверно |
0 |
С 2 2003 года
Содержание правильного ответа |
Балл |
||
1) |
Записано, что полная работа равна сумме работ на каждом из участков: А123 = А12 + А23; выполнен рисунок на pV-диаграмме. |
|
1 |
2) |
Записаны первый закон термодинамики: U = Авн.с. + Q или U12 = – А12 формула для расчета внутренней энергии: U12 = R12; формула для расчета работы газа в адиабатном процессе 1 – 2: А12 = – R12 или А12 = R(Т1 Т2); формула для расчета работы газа в изобарном процессе 2 – 3: А23 = R23 = R(Т3 Т2) или А23 = R(Т1 Т2), (по условию Т3 = Т1). |
1 |
|
3) |
Выполнены математические преобразования, получены ответ в общем виде: А123 = А12 и правильный числовой ответ: А123 = 7500 Дж. |
1 |
|
|
Ответ неправильный |
0 |
|
|
Максимальный балл |
3 |
Задача С2 считается решенной, если набрано не менее 2 баллов.