Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общая физика. Молекулярная физика. Учебно-методическое пособие
.pdf
Контрольная работа 2
. 10 г кислорода находится под давлением р = 300 кПа при температуре
№ 1
10 °С. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем V = 10 л.
Найти: 1) количество теплоты, полученной газом, 2) изменение внутренней
энергии газа, 3) работу, совершенную газом при расширении.
№ 2. Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость молекул
двухатомного газа при адиабатическом увеличении объема газа в два раза?
№ 3. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает
за каждый цикл от нагревателя Q
= 2,512 кДж. Температура нагревателя 400 К,
1
температура холодильника 300 К. Найти работу, совершаемую машиной за один
цикл, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику за один цикл.
№ 4. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г
водорода от давления р
= 105 Па до давления р2 = 0,5 ∙ 105 Па.
1
№ 5. Один киломоль идеального газа совершает цикл, состоящий из двух
изохор и двух изобар. При этом объем газа изменяется от V
V
= 50 м3 и давление изменяется от р1 = 100 кПа до р2 = 200 кПа. Во сколько раз
2
= 25 м3 до
1
работа, совершаемая при таком цикле, меньше работы, совершаемой в цикле
Карно, изотермы которого соответствуют наибольшей и наименьшей
температурам рассматриваемого цикла, если при изотермическом расширении
объем увеличился в два раза?
201
Тест 2
Задача 1.
В каком изопроцессе теплота определяется выражением δQ = δA?
1) V = const
2) p = const
3) T = const
4) S = const
Задача 2.
Выбрать формулу, определяющую изохорную теплоемкость идеального
газа.
dU
CdT
1)
2)
С
dH
dT
dA
C
3)
dT
Задача 3.
Чему равна работа, совершенная газом при переходе из состояния 1
в состояние 2 (см. рис.)?
1) 10 Дж
2) 20 Дж
3) 30 Дж
4) 40 Дж
Задача 4.
Какая термодинамическая функция остается неизменной при
дросселировании газа в опыте Джоуля — Томсона?
1) Энтропия
202
2) Энтальпия
3) Свободная энергия
4) Термодинамический потенциал Гиббса
5) Внутренняя энергия
Задача 5.
На рисунке представлен цикл тепловой машины
в координатах (Т, S), где Т — термодинамическая
температура, S — энтропия. Укажите нагреватели
и холодильники с соответствующими температурами.
4) Нагреватели — T
1) Нагреватели — T
2) Нагреватели — T
3) Нагреватели — T
, T4, T5. Холодильники — T1, T2.
3
, T5. Холодильники — T1, T2, T3.
4
, T5. Холодильники — T1, T3, T4.
2
, T4, T5. Холодильники — T1, T3.
2
Задача 6.
Чему равно максимальное значение КПД, которое может иметь тепловой
двигатель с температурой нагревателя 527 °C и температурой холодильника
27 °C?
1) 95%.
2) 62,5%.
3) 37,5%.
4) 5%.
Задача 7.
Какая из ниже приведенных формулировок выражает содержание второго
закона термодинамики?
1. В циклически действующей тепловой машине невозможен процесс,
единственным результатом которого было бы преобразование в механическую
работу всего количества теплоты, полученного от источника энергии —
нагревателя.
2. Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы
передача энергии путем теплообмена от холодного тела к горячему.
3. При любых процессах, протекающих в замкнутой и адиабатически
изолированной системе, ее энтропия не убывает.
203
1) Только первая.
2) Только вт
олько тр
3) Т
4) Вс
е три форму
орая.
етья.
лировки.
Задача 8.
Как изменяется энтропия ΔS газа при:
1. Кв
азистатическом адиабатическом процессе
2.Расширении в пу
1) В перво
2) В перво
м случае ΔS = 0, во втором — ΔS
м случае ΔS > 0, во втором — ΔS
3) В обоих случаях
4) В обоих случаях
стоту в теплоизолированной оболочке
ΔS
= 0.
> 0.
ΔS
.
.
> 0.
= 0.
Задача 9.
На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S — энтропия.
Изотермическое расширение происходит на этапе …
T
1
2
1) 1–2
2) 2–3
3) 3–4
4
3
S
4) 4–1
Задача 10.
Выбрать правильные формулы для КПД цикла Карно
Q
хол
A
цикла
QQ
нагр хол
Q
нагр
Q
QQ
нагр хол
1)
2)
3)
TT
нагр хол
T
T
TT
нагр хол
A
Q
цикла
нагр
4)
нагр
хол
5)
6)
хол
204
Контрольная работа 3
Углекислый газ массой 6,6 кг при давлении 0,1 МПа занимает объем
№ 1.
3,75 м
поправки а = 0,361 Н
3
. Определить температуру газа, если: а) газ идеальный; б) газ реальный,
м4/моль2, b = 4,28 10–5 м3/моль.
№ 2. Кислород массой 100 г расширяется от объема 5 л до объема 10 л.
Определить работу межмолекулярных сил притяжения при этом расширении.
Поправку а принять равной 0,136 Н
м4/моль2.
№ 3. Широкое колено U-образного манометра имеет диаметр d
узкое — d
= 1 мм. Определить разность уровней ртути в обоих коленах, если
2
поверхностное натяжение ртути σ = 0,5 Н/м, плотность ртути = 13,6 г/см
°
а краевой угол θ = 138
.
= 2 мм,
1
3
,
№ 4. В сосуд с водой опущен открытый капилляр, внутренний диаметр
которого d = 1 мм. Разность уровней в сосуде и в капилляре ∆h = 2,8 см. Найти
радиус R кривизны мениска в капилляре. Какова была бы разность уровней ∆h
в сосуде и в капилляре, если бы смачивание было бы полным?
№ 5. Кислород (ν = 2 моль) занимает объем V
= 1 л. Определите изменение
1
температуры кислорода, если он адиабатно расширяется в вакуум до объема
V
= 10 л. Поправка а = 0,136 Н ∙ м4/моль2.
2
205
Тест 3
р
B
A
Задача 1.
C
На рисунке изображена
упрощенная фазовая pT-диаграмма
химически чистого вещества.
1
Укажите на диаграмме линию фазового
равновесия кристалл — жидкость.
О
1) ОС
2) ОВ
3) ОА
Задача 2.
Рассчитать, какое избыточное давление создается поверхностным
натяжением в капельке тумана радиусом 2 мкм. Коэффициент поверхностного
натяжения воды 0,073 Н/м.
1) 67 кПа
2) 80 кПа
3) 73 кПа
4) 84 кПа
Задача 3.
В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость поднялась на высоту
11 мм. Определите плотность данной жидкости, если ее коэффициент
поверхностного натяжения 22 мН/м. Смачивание полное.
1) 800 кг/м
2) 816 кг/м
3) 840 кг/м
4) 860 кг/м
3
3
3
3
Задача 4.
На какую высоту поднимется вода между параллельными пластинами,
находящимися на расстоянии 0,2 мм друг от друга? Коэффициент
поверхностного натяжения воды 0,073 Н/м.
206
1) 2,45 см
2) 3,58 см
3) 9,16 см
4) 7,45 см
Задача 5.
Какой участок изотермы реального газа (см.
рис.) соответствует процессу сжатия газа?
1) 1–2
2) 2–3
3) 1–2–3
4) 3–4
Задача 6.
Одну из бутылок с водой положили на лед при 0 °С, другую опустили
в воду при 0 °С. Замерзнет ли вода в бутылках?
1) раньше замерзнет в первой бутылке
2) раньше замерзнет во второй бутылке
3) ни в одной из бутылок вода не замерзнет
4) вода в бутылках замерзнет одновременно
Задача 7.
Чему равно избыточное давление внутри мыльного пузыря радиуса R, если
коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора — α ?
1) α/R
2) 2α/R
3. 4α/R
4) παR
2
Задача 8.
Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды была
использована пипетка с диаметром выходного отверстия 2 мм. Оказалось, что
40 капель имеют массу 1,9 г. Каким по этим данным получится коэффициент
поверхностного натяжения?
1) 74 мН/м
207
2) 73 мН/м
3) 72 мН/м
4) 71 мН/м
5) 70 мН/м
Задача 9.
Выберите правильное утверждение.
1) Теплопроводность металлов, в основном, определяется
теплопроводностью решетки.
2) Теплопроводность металлов, в основном, определяется
теплопроводностью газа свободных электронов.
3) Теплопроводность решетки и теплопроводность газа свободных
электронов величины одного порядка и совместно определяют
теплопроводность металлов.
Задача 10.
Молярная теплоемкость простых кристаллических твердых тел
(в соответствии с законом Дюлонга — Пти) равна…
1) R/2
2) 3R/2
3) 5R/2
4) 3R
Задача 11.
На каком из графиков (см. рис.) правильно изображена зависимость
давления насыщенного пара от абсолютной температуры?
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
208
Задача 12.
Каким из уравнений ниже описывается изменение давления насыщенного
пара от температуры (a, b — константы газа Ван-дер-Ваальса, q — удельная
теплота испарения, v
1) ΔP = CpΔT/(2a/RT – b)
2) ΔP = qΔT/T(v
3) ΔP = RΔT/(V – b)
4) ΔP = RΔT/V
, v2 — удельные объемы воды и пара)?
1
– v2)
1
209
Темы докладов
Доклады или рефераты
1. Различные методы вывода основного уравнения молекулярнокинетической теории (методический обзор). Дополнительная литература: [1];
[2]: § 2; [3]; [5]; [6], [11]; [18]; [19].
2. Броуновское движение, практическая постановка, наблюдение
и объяснение. Опыты Перрена. Дополнительная литература: [1]: § 64; [10]:
с. 165, 409, 421; [16]: с. 346.
3. Экспериментальное подтверждение пропорциональности среднего
квадрата смещения времени (экспериментальное задание). Дополнительная
литература: [1]: § 64; [10]: с. 165, 409, 421; [16]: с. 346.
4. Приближенное решение задачи о диффузии [4]: § 15; [22]: гл . V, § 1.
5. Измерение коэффициента диффузии NaCl в воде (экспериментальное
задание). Дополнительная литература: [1]: § 64; [10]: с. 165, 409, 421; [14]:
с. 346.
6. Выводы распределения молекул по скоростям и энергиям
(методический обзор). Дополнительная литература: [2]: § 11–16; [1]: § 70–
74; [14]: с. 21–35.
7. Измерение давлений (с демонстрациями). Дополнительная литература:
[1]; [2]; [6].
8. История открытия законов термодинамики. Дополнительная
литература: [1 2 ] т. 1, с. 124–275; [15]. ч. I, § 45–46, ч. 11, § 55; [16]: с. 228,
[21].
9. Развитие понятия температуры. Измерение температур
(с демонстрациями). Дополнительная литература: [1]; [2]; [14]; [19];
[20]; [21].
10. Способы измерения теплоемкостей. Дополнительная литература: [ 2]:
§ 34; [1]: § 24; [6]: § 28; [10]: § 167; [17]; [5]: § 23.
11. Температурный ход теплоемкостей газа с учетом элементов
квантовых представлений. Дополнительная литература: [2]: § 27; [4]: гл. 5:
[7]: гл. 2, § 12; [5]: § 38.
210
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]