Первый и второй законы термодинамики. Учебно-методическое пособие

4.Функцией состояния называют термодинамическую функцию, изменение которой в каком-либо процессе:

а) не зависит от пути процесса, а только от начального и конечного состояния системы;

б) зависит от пути процесса; в) равно нулю;

г) не зависит от состояния исходных веществ; д) не зависит от состояния продуктов реакции.

5.Идеальный газ – это такой газ, в котором предполагается, что: а) молекулы не имеют массы; б) все молекулы движутся с одинаковой скоростью;

в) столкновения молекул друг с другом невозможны; г) молекулы не имеют формы, размеров.

6.Вставьте пропущенный текст: «Абсолютная температура газа

________________ средней кинетической энергии поступательного движения молекул вещества».

а) пропорциональна; б) обратно пропорциональна; в) не зависит от.

7.С чем совпадает начало температурной шкалы Кельвина?

а) С температурой плавления льда.

б) С температурой кристаллизации ртути. в) С абсолютным нулем.

г) С температурой кипения воды.

8. Чему равно число Авогадро NA?

а) NA = 8.314 Дж/моль·К.

б) NA = 6∙1023 моль–1.

в) NA = 22.4 л.

9. Какое из веществ имеет нулевую теплоту образования? а) Алмаз.

б) Аморфный углерод. в) Графит.

г) Фуллерен.

21

10. Какое из веществ имеет нулевую теплоту образования? а) Кислород O2 (газ).

б) Озон O3 (газ).

в) Атомарный кислород О. г) Вода Н2О (газ).

11. Какое из веществ имеет нулевую теплоту образования? а) Водород Н2 (газ).

б) Атомарный водород Н.

в) Вода Н2О (газ).

г) Тяжелая вода D2О (газ).

12. Какое из веществ не имеет нулевую теплоту образования?

а) Водород Н2. б) Кислород О2.

в) Металлическое серебро Ag. г) Алмаз С.

д) Жидкая ртуть Hg.

13. Какое из веществ является простым? а) Ион хлора Сl–.

б) Хлор Сl2.

в) Атомарный хлор Cl.

г) Газообразная соляная кислота HCl.

14.Математическая запись первого закона термодинамики выглядит следующим образом:

а) δQ = dU – δW; б) dQ = dW/dU; в) δQ = dU + δW; г) δQ = δW – dU.

15.Выберите все верные высказывания:

а) Термодинамическая система может иметь различные размеры

– от нескольких молекул до вселенной в целом.

б) Термодинамической системой называют реально или мысленно отделенную от внешней среды группу тел или отдельное тело.

в) Термодинамика рассматривает макроскопические свойства тел без учета их внутренней структуры.

22

16.Выберите правильные формулировки первого закона термодинамики:

а) В любой изолированной системе запас энергии остается постоянным.

б) Внутренняя энергия является функцией состояния.

в) Невозможно построить машину, которая давала бы механическую работу, не затрачивая на это соответствующее количество энергии.

г) В любой закрытой системе изменение внутренней энергии равно нулю.

17.Какие из перечисленных величин в общем случае не являются функциями состояния, то есть зависят от пути процесса?

а) Теплота.

б) Внутренняя энергия. в) Работа.

г) Энтальпия.

18.Найдите все верные высказывания. В уравнении Ван-дер-

Ваальса:

а) Коэффициент b учитывает среднюю скорость движения молекул.

б) Коэффициент b учитывает объем, занимаемый самими молекулами.

в) Коэффициент а учитывает силы взаимодействия между молекулами.

г) Коэффициент а учитывает углы и длины связей в молекулах.

19.Как называется процесс, для которого первый закон термо-

динамики имеет вид (U2 – U1) = Р·(V2 – V1) + Q? а) Изотермический.

б) Изобарный. в) Изохорный.

г) Адиабатический.

20. Над одноатомным идеальным газом внешними силами произведена работа, величина которой 2000 Дж, при этом внутренняя энергия увеличилась на 0,5 кДж. Какое из нижеприведенных утверждений справедливо?

23

а) К системе подведено 2500 кДж теплоты. б) К системе подведено 2500 Дж теплоты. в) От системы отведено 1500Дж теплоты. г) К системе подведено 2,5 кДж теплоты. д) К системе подведено 1500Дж теплоты.

21. Поставьте в соответствие:

22. Поставьте в соответствие формулы для вычисления работы расширения идеального газа:

24. Какая физическая величина вычисляется по формуле

( ·R·T)/V?

а) Количество теплоты в идеальном газе. б) Давление идеального газа.

в) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа. г) Внутренняя энергия одного моля идеального газа.

24

25. Чем является сосуд Дьюара?

а) закрытой термодинамической системой; б) открытой термодинамической системой;

в) изолированной термодинамической системой; г) аномальной термодинамической системой.

26.Вставьте пропущенный текст: «Химический реактор, накрытый крышкой и обогреваемый снаружи, можно с достаточной точностью назвать __________».

а) изолированной термодинамической системой; б) закрытой термодинамической системой; в) открытой термодинамической системой; г) аномальной термодинамической системой;

д) адиабатической термодинамической системой.

27.Сколько независимых компонентов содержится в системе, представляющей из себя водный раствор соли NaCl?

а) Два: соль и вода.

б) Три: катион Na+, анион Cl− и вода.

в) Один, поскольку это истинный раствор.

г) Недостаточно данных, чтобы ответить на вопрос.

д) Один, поскольку по закону Гесса при стандартных условиях в системе не может содержаться более одного компонента.

28.Система представляет из себя насыщенный водный раствор соли КCl, на дне которого лежат кристаллы нерастворившейся соли. Сколько независимых компонентов содержится в системе, и какие это компоненты?

а) Два: кристаллы соли и водный раствор соли. б) Три: катион К+, анион Cl− и вода.

в) Три: соль в растворе, кристаллическая соль и вода. г) Два: соль и вода.

д) Недостаточно данных, чтобы ответить на вопрос.

29.Сколько фаз содержится в системе «водный раствор NaCl»?

а) Две: соль и вода.

б) Три: катион Na+, анион Cl− и вода.

в) Одна, поскольку это истинный раствор.

г) Две, поскольку по закону Гесса при стандартных условиях в системе не может содержаться более двух фаз.

25

30.Система представляет из себя насыщенный водный раствор соли КCl, на дне которого лежат кристаллы нерастворившейся соли.

Сколько фаз содержится в системе, и какие это фазы? а) Три: катион К+, анион Cl− и вода.

б) Три: соль в растворе, кристаллическая соль и вода.

в) Две: кристаллы соли и водный раствор соли.

г) Четыре: катион К+, анион Cl−, кристаллическая соль и вода.

31.Система представляет из себя водный раствор спирта, над которым находится пар, содержащий молекулы спирта и воды. Сколько независимых компонентов содержится в системе, и какие это компоненты?

а) Два: спирт и вода. б) Два: раствор и пар.

в) Четыре: спирт в растворе, жидкая вода, спирт в паровой фазе, вода в паровой фазе.

г) Более двух, так как нужно учесть, что и вода и спирт частично диссоциируют.

32.Система представляет из себя водный раствор спирта, над которым находится пар, содержащий молекулы спирта и воды. Сколько фаз содержится в системе, и какие это фазы?

а) Две: спирт и вода. б) Две: раствор и пар.

в) Четыре: спирт в растворе, жидкая вода, спирт в паровой фазе, вода в паровой фазе.

г) Более двух, так как нужно учесть, что и вода и спирт частично диссоциируют.

д) Две, поскольку, по закону Гесса, при стандартных условиях в системе не может содержаться более двух фаз.

33.Система представляет из себя два жидких слоя: сверху вод-

ный раствор йода, нижний слой – четыреххлористый углерод (ССl4), содержащий растворенный йод. Химических реакций в системе не протекает. Сколько независимых компонентов содержится в системе,

икакие это компоненты?

а) Два: водный раствор йода и раствор йода в ССl4. б) Четыре: вода, йод в воде, ССl4, йод в ССl4.

26

в) Более четырех, так как надо учесть, что вода и ССl4 частично растворяются друг в друге.

г) Один, поскольку по закону Гесса при стандартных условиях в системе не может содержаться более одного компонента.

д) Три: четыреххлористый углерод, йод и вода.

34.Система представляет из себя два жидких слоя: сверху вод-

ный раствор йода, нижний слой – четыреххлористый углерод (ССl4), также содержащий растворенный йод. Химических реакций в системе не протекает. Сколько фаз содержится в системе, и какие это фазы?

а) Одна – жидкая.

б) Две: водный раствор йода и раствор йода в ССl4. в) Три: четыреххлористый углерод, йод и вода.

г) Четыре: вода, йод в воде, ССl4, йод в ССl4.

35.Система представляет из себя воду, которая находится в термосе при 0оС. На поверхности воды плавают кусочки льда. Над водой есть слой водяного пара. Сколько компонентов в такой системе?

а) Один. б) Два. в) Три.

г) Недостаточно данных для ответа.

д) Такая система не может существовать.

36.Система представляет из себя воду, которая находится в термосе при 0 оС. На поверхности воды плавают кусочки льда. Над водой есть слой водяного пара. Сколько фаз в такой системе?

а) Одна. б) Две. в) Три.

г) Недостаточно данных для ответа.

д) Такая система не может существовать.

2 Понятия теплоты и работы

1. Энергия – это:

а) количественная оценка потенциального взаимодействия; б) мера движения; в) характеристическая функция;

27

2. Теплота – это:

а) форма беспорядка в частицах за счет температурного перехода энергии;

б) форма перехода энергии за счет неупорядоченного движения частиц;

в) форма перехода энергии за счет упорядоченного движения частиц;

г) форма перехода температуры от одной частицы к другой.

3. Работа – это:

а) энергия перехода частиц от одной формы движения к другой; б) форма перехода энергии за счет неупорядоченного движения

частиц; в) форма перехода энергии за счет упорядоченного движения

частиц; г) мера труда, совершенного частицами при различных перехо-

дах.

4.Если система может обмениваться с окружающей средой только теплотой и (или) работой, но не может обмениваться веществом, то это:

а) закрытая система; б) замкнутая система; в) открытая система;

г) изолированная система.

5.В любых закрытых системах изменение внутренней энергии

равно:

а) нулю; б) сумме теплоты и работы; в) теплоте; г) работе.

6.В изолированных системах изменение внутренней энергии

равно:

а) сумме теплоты и работы; б) теплоте; в) работе; г) нулю.

28

7. Энтальпия – это:

а) сумма внутренней энергии и Р·V;

б) произведение внутренней энергии на Р·V; в) отношение внутренней энергии к Р·V;

г) разность внутренней энергии и Р·V.

8.В каких условиях можно получить максимальное количество

работы?

а) При необратимом изотермическом расширении идеального газа против вакуума.

б) При необратимом изотермическом расширении идеального газа против постоянного давления.

в) При обратимом изотермическом расширении идеального газа. г) При адиабатическом нагревании реального газа и изобарно-

изохорном расширении.

д) При обратимом изохорном процессе.

9.Что общего между теплотой и работой?

а) Обе являются функциями состояния. б) Обе являются функциями процесса.

в) Обе являются характеристическими функциями. г) Ничего общего.

д) Обе измеряются в кДж/К.

10. Энтальпия – это:

а) количество теплоты, подведенной к идеальному газу в изобарном процессе;

б) количество теплоты, подведенной к идеальному газу в изохорном процессе;

в) количество теплоты, подведенной к идеальному газу в изотермическом процессе;

г) количество теплоты, подведенной к идеальному газу в адиабатическом процессе.

11. Работа расширения идеального газа выражается формулой:

а) V·dP;

б) P·dV + V·dP; в) P·dV;

г) P·dV – V·dP;

д) V·dP – P·dV.

29

12.Система совершает работу против внешних сил. Какое численное значение может иметь эта работа?

а) 40 кДж. б) –40 кДж. в) 40 кДж/К.

г) –40 кДж/К. д) 40 кГц.

е) –40 кГц.

13.Над системой совершается работа со стороны внешних сил. Какое численное значение может иметь эта работа?

а) 30 кДж. б) 30 кДж/К.

в) –30 кДж/К. г) 30 кГц.

д) –30 кДж.

е) –30 кГц.

14.Теплота подведена к системе. Какое численное значение может иметь эта теплота?

а) –20 кДж. б) 20 кДж. в) 20 кДж/К.

г) –20 кДж/К. д) 20 кГц.

е) –20 кГц.

15.От системы отводится некоторое количество теплоты. Какое численное значение может иметь эта теплота?

а) 10 кДж. б) 10 кДж/К.

в) –10 кДж.

г) –10 кДж/К. д) 10 кГц.

е) –10 кГц.

16.В изобарном процессе к системе подведено некоторое количество теплоты. Какая запись походит для описания этого процесса?

30