Помощник по физике

где Q – теплота, прошедшая посредством теплопроводности через площадь S за время t; dT/dx – градиент температуры; λ – теплопроводность:

где Сv – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме; ρ – плот-

где М – масса вещества, переносимая посредством диффузии через площадь S за время t; dρ/dx – градиент плотности, D – диффузия:

11 Закон Ньютона для внутреннего трения (вязкости):

F dv S , dx

где F – сила внутреннего трения между движущимися слоями площадью S; dυ/dx – градиент скорости; η – динамическая вязкость:

1 v l . 3

12Коэффициентом поверхностного натяжения:

F ,

L

где F – сила поверхностного натяжения, отнесенную к единице длины контура L.

13 Энергия поверхностного слоя (поверхностная энергия):

,

где S - площадь поверхности. Знак минус указывает, что сила поверхностного натяжения направлена внутрь поверхности.

14 Высота поднятия (опускания) жидкости при смачивании (несмачивании) в капилляре (закон Мюрена):

h2 cos ,

g r

22

где r – радиус капилляра; - краевой угол - угол между касательной к поверхности и поверхностью твердого тела, отсчитываемый внутрь поверхности жидкости; α - коэффициентом поверхностного натяжения; ρ – плотность жидкости.

15 Закон Бойля – Мариотта

16 Уравнение Клапейрона - Менделеева (уравнение состояния идеального газа):

PV m RT ,

?

где R – универсальная газовая постоянная, ? – молярная масса газа.

17 Закон Дальтона. Давление Р смеси различных газов равно сумме парциальных давлений Рi газов, составляющих смесь:

18 Средняя кинетическая энергия, приходящаяся на одну степень свободы:

i 1 kT . 2

Средняя кинетическая энергия (поступательного и вращательного движений) одной молекулы:

23

где i – число степеней свoбоды.

Число i степеней свободы есть число независимых координат, определяющих положение молекулы в пространстве. В зависимости от сложности строения i принимает следующие значения:

i = 3 для одноатомных газов; i = 5 для двухатомных газов;

i = 6 для трех- и многоатомных газов (если не учитывать колебаний частей молекул).

Внутренняя энергия и изменение внутренней энергии идеального газа:

где ν – количество вещества; m – масса газа; ? – молярная масса газа; R

– молярная газовая постоянная.

19 Теплоемкость - это физическая величина, численно равная теплоте, необходимой для нагревания тела (системы) на один кельвин:

C dQ , dT

где dQ – теплота, подведенная к телу при повышении его температуры на dT.

20 Связь между молярной Cm и удельной С теплоемкостями газа:

C m ?c ,

где ? – молярная масса газа.

Молярные теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении:

Отношение γ теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости его при постоянном объеме выражается формулой

Уравнение Майера. Разность теплоемкостей газов при постоянном давлении и постоянном объеме равна универсальной газовой постоянной:

C P C V R .

21 Первое начало термодинамики в общем случае:

Q U A ,

где k – постоянная Больцмана, W – термодинамическая вероятность со-

стояния системы.

5 Молекулярно-кинетическая теория газов. Уравнение КлапейронаМенделеева. Газовые законы. Закон Дальтона

5.1 Нельзя заставить капельку нефти объемом 1 мм3 расплыться по поверхности воды так, чтобы она заняла площадь больше 3 м2. Минимальные размеры d частиц нефти (М=1 кг/моль, =0,8 103 кг/м3) (м):

26

5.4 Запаянный шар, содержащий 35 г воды, нужно нагреть, чтобы он разорвался, (стенки шара выдерживают давление 20 МПа, объем шара 1 л) до температуры (0С):

5.6 Количество вещества кислорода равно 0,2 моль. Концентрация молекул

170С. После того как часть воздуха израсходовали, давление понизилось на 2 МПа. При постоянной температуре была израсходована масса воздуха (г):

1) 322; 2) 422; 3) 522; 4) 622; 5) 722.

5.8 Имеется два баллона одинакового объема. В одном из них находится 1 кг газообразного молекулярного азота, в другом 1 кг газообразного молекулярного водорода. Температуры газов одинаковы.. Давление азота 1 105 Па. Давление водорода (Па):

1) 1 105 ; 2) 14 105 ; 3) 28 105 ; 4) 7 105 ; 5) 3,6 105 .

5.9 Давление идеального газа, находящегося в баллоне объемом V, если кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна Е:

5.10 Если при увеличении абсолютной температуры идеального газа в 2 раза его давление увеличилось на 25%, то объем этого газа заданной массы:

5.11 Изобары одной и той же массы газа располагаются в порядке P3 > P2 > P1 на графике:

27

5.12 В сосуде вместимостью V = 40 л находится кислород при температуре Т = 300 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось наР = 100 кПа. Масса m израсходованного кислорода, если процесс изотерми-

5.13 В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром канала d =1 мм. Коэффициент поверхностного натяжения воды = 72 мН/м. Масса m воды, вошедшая в трубку (10-3г):

1) 0,00226; 2) 0; 3) 28,8; 4) 226; 5) 2.

5.14 В сосуде объёмом V = 2 л находится масса m1 = 6 г углекислого газа (СО2) и масса m2 = 5 г закиси азота (N2О) при температуре t = 127 0С. Давление смеси в сосуде (кПа):

1) 10; 2) 415; 3) 7 000; 4) 2 000; 5) 6.

5.15 Число молекул газа N в комнате объемом V = 80 м3 при температуре t = 17 0С и давлении Р =100 кПа (1027):

1) 12; 2) 6; 3) 2; 4) 10; 5) 15.

5.16 Плотность некоторого газа = 0,06 кг, средняя квадратичная скорость

5.17 Число молекул N двухатомного газа в объеме V = 10 cм3 при давлении Р = 5,3 кПа и температуре t = 27 0С (1019):

1) 7,8; 2) 1,3; 3) 9,1; 4) 2,5; 5) 3,2.

6 Средняя кинетическая энергия молекул. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Теплоемкости. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс

6.2 Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем 5 л. Удель-

28

6.3 В закрытом сосуде объёмом V = 10 л находится воздух при давлении Р = 0,1 МПа. Количество теплоты Q, необходимое воздуху, чтобы повысить давление воздуха в сосуде в 5 раз (кДж):

1) 12; 2) 40; 3) 4; 4) 52; 5) 10.

6.4 В закрытом сосуде находится масса m1 = 20 г азота и масса m2 = 32 г кислорода. Изменение W внутренней энергии смеси газов при охлаждении её на Т =28 К (Дж):

1) 2 500; 2) 1 000; 3) 4 000; 4) 8 500; 5) 1 500.

6.5 Для того чтобы 1 моль кислорода совершил работу 10 Дж при изотермическом процессе, ему нужно сообщить количество теплоты (Дж):

1) 0; 2) 10; 3) 20; 4) 8,31; 5) 8,31.

6.6 Идеальному газу передается количество теплоты таким образом, что в любой момент времени переданное количество теплоты Q равно изменению внутренней энергии U тела. При этом осуществляется процесс:

1) адиабатный; 2) изобарный; 3) изохорный; 4) изотермический 5) это мог быть любой процесс.

6.7 Внутренняя энергия трех молей идеального одноатомного газа при изобарном нагревании его от 299 К до 301 К увеличится на (Дж):

1) 33; 2) 50; 3) 75; 4) 25; 5) 42.

6.8 Суммарная кинетическая энергия Ек поступательного движения всех молекул одноатомного газа, находящегося в сосуде вместимостью V = 3 л под давлением Р =540 кПа (Дж):

1) 420; 2) 24; 3) 2430; 4) 45; 5) 1500.

6.9 Работа А, совершаемая при изотермическом расширении водорода массой m = 5 г, взятого при температуре Т = 290 К, если объем газа увеличивается в 3 раза (Дж):

1) 1400; 2) 2020; 3) 2438; 4) 6620; 5) 1000.

6.10 Работа А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q = 21 кДж (Дж):

6.13 При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа А = 156,8 Дж. Количество теплоты Q, сообщенное газу (Дж):

6.17 Число молекул в 140 г азота, если молярная масса азота 28·10-3 кг/моль, а

6.18 Формулировкой закона Авогадро является утверждение:

1) равновесное состояние простой системы заданного химического состава и массы m определяется заданием двух параметров – объема V и температуры Т; 2) для данной массы газа при постоянной температуре давление газа изменяется обратно пропорционально его объему; 3) V V0 1 αt ; 4) P P0 1 αt ; 5) моль всех идеальных газов при одинаковых давлении и температуре занимает одинаковый объем.

6.22 Расширение газа происходит без теплообмена с окружающей средой.

6.23 Внутренняя энергия газа складывается из Ек – суммарной кинетической энергии молекул и Еп – потенциальной энергии их взаимодействия. Соотношение между Ек и Еп , при котором состояние газа может быть описано уравнением Менделеева-Клапейрона:

1) Ек>>Еп ; 2) Ек<<Еп ; 3) Ек=Еп ; 4) Ек и Еп>0; 5) нет верного.

6.24 В процессе подведения к газу тепла газ не совершил работу над окружающей средой. Единственно верным из приведенных утверждений по отношению к такому процессу является:

7 Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его КПД

7.1 При прямом цикле Карно, если температура нагревателя 227 0С, а тем-