Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по физике. В 2 частях. Ч.1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Учебно-методическое пособие для учащихся профильных классов
.pdf
2.1.7. Абсолютная температура.
Связь температуры газа
со средней кинетической энергией поступательного
теплового движения его частиц
2.25. Температуру воды увеличили на 5 К. На сколько граду-
сов изменилась температура по шкале Цельсия?
2.26. При нагревании идеального газа его абсолютная тем-
пература увеличилась в 2 раза. Во сколько раз увеличилась при
этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул
газа?
2.27. Температура гелия увеличилась с 27 до 327 °С. Во
сколько раз увеличилась средняя кинетическая энергия его молекул?
2.28. При какой температуре средняя кинетическая энергия
молекул одноатомного газа будет в 2 раза больше, чем при температуре -73 °С? Ответ дайте в градусах Цельсия.
2.1.8. Уравнение p = nkT
2.29. Во сколько раз увеличится давление разреженного од-
ноатомного газа, если при увеличении концентрации молекул газа
в 3 раза его абсолютная температура увеличится в 2 раза?
2.30. В сосуде содержится аргон, абсолютная температура
которого равна 250 К. Концентрацию аргона уменьшили в 1,5 раза,
при этом его давление увеличилось в 2 раза. Определите установившуюся абсолютную температуру газа.
2.31. На рисунке изображено изменение состояния постоян-
ной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 1
равна 27 °С. Какая температура соответствует состоянию 2?
81
2.32. На рисунке приведѐн график процесса 1—2, в котором
участвует аргон. Объѐм, занимаемый газом в состоянии 1, равен 15 л.
Определите объѐм аргона в состоянии 2.
2.33. Объѐм 1 моль водорода в сосуде при температуре Т и
давлении р равен V1. Объѐм 4 моль водорода при том же давлении
и температуре 2Т равен Чему равно отношение V1/V2 (Водород
считать идеальным газом.)
2.34. Давление 105 Па создается молекулами концентрацией
1025 м-3. Какова средняя кинетическая энергия молекул? В ответ
внесите число, являющееся множителем перед числом 10
-20
.
2.35. После того как в комнате протопили печь, температура
поднялась с 15 °С до 27 °С. На сколько процентов уменьшилось
число молекул в этой комнате?
82
2.1.9. Модель идеального газа в термодинамике.
Уравнение Менделеева–Клапейрона. Выражение
для внутренней энергии одноатомного идеального газа
2.36. В одном сосуде объемом V находится ν молей газа при
абсолютной температуре Т при давлении р = 100 кПа. Во втором
сосуде объемом 2V находится 2ν молей газа при абсолютной температуре 2Т. Чему равно давление во втором сосуде?
2.37. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ.
График зависимости давления газа от температуры при изменении
его состояния представлен на рисунке. Какому состоянию газа соответствует наибольшее значение объема?
2.38. На рисунке показан переход газа постоянной массы из
состояния 1 в состояние 2. Как в этом процессе изменятся следующие величины: давление, температура, плотность газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
83
1) увеличится
Давление
Температура
Плотность
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физиче-
ской величины. Цифры в ответе могут повторяться.
2.39. Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15 °С имеет
объем 5 л. Чему равен объем этого же газа при нормальных условиях?
2.40. В баллон емкостью V = 8 л поместили m1 = 1,4 кг азота
при температуре t1 = 227 °С. На сколько изменится давление P2
азота в баллоне при повышении температуры на ∆t = 100 °С, если
80% азота будет выпущено?
2.41. Над гелием проводят замкнутый процесс (см. рис.). Ми-
нимальный объем газа равен 12 л. Чему равна масса гелия?
цессе 1—2, график которого изображѐн на рисунке в координатах
V, Т [V – объѐм и Т – абсолютная температура газа). Как изменяются в ходе этого процесса внутренняя энергия газа и его давление?
2.42. 1 моль одноатомного идеального газа участвует в про-
84
Внутренняя энергия газа
Давление газа
Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физиче-
ской величины. Цифры в ответе могут повторяться.
2.1.10. Закон Дальтона для давления смеси разреженных газов
2.43. В закрытом сосуде вместимостью 2 м3 находится 280 г
азота (μ = 28 г/моль) и 320 г кислорода (μ = 32 г/моль). Чему равно
давление в такой газовой смеси при температуре 16 °С?
2.44. Три одинаковых сосуда соединены трубками с краном.
Первый сосуд содержит 2 моль водорода, второй – 1 моль гелия,
третий – 1,5 моль аргона.
Как изменится давление в каждом сосуде после того, как кра-
ны откроют? Температура неизменна.
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
85
1-й сосуд
2-й сосуд
3-й сосуд
Парциальное давление первого газа
Давление смеси газов в сосуде
2.45. В сосуде неизменного объѐма находилась при комнат-
ной температуре смесь двух идеальных газов, по 1 моль каждого.
Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль второго газа. Как изменились в результате парциальное
давление первого газа и давление смеси газов, если температура
в сосуде поддерживалась неизменной? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физиче-
ской величины. Цифры в ответе могут повторяться.
2.46. Сосуд объѐмом 10 л содержит смесь водорода и гелия
общей массой 2 г при температуре 27 °С и давлении 200 кПа. Каково отношение массы водорода к массе гелия в смеси?
2.1.11. Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом
частиц N. Графическое представление изопроцессов на pV-,
pT- и VT-диаграммах
2.47. В каком из изображенных на P-Vдиаграмме (см. рис.)
процессах температура газа постоянной массы увеличивается без
изменения его объема? Укажите номер стрелки.
86
2.48. Состояние идеального газа постоянной массы изменяет-
А-В
В-С
C-D
D-A
ся в соответствии с графиком V(T).
Каков характер изменения давления на участках графика?
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
2.49. Два баллона объемами 4 л и 6 л соединены трубкой
с краном. В первом баллоне находится 1,5 моль кислорода под
давлением 200 кПа. Второй пуст. Определите давление в сосудах
после того, как открыли кран. Т = const.
2.50. До какой температуры нужно нагреть воздух, находя-
щийся под незакрепленным поршнем, взятый при t = 20 °С, чтобы
его объем удвоился, если давление останется постоянным? Ответ
дайте в °С.
2.51. При изобарном нагревании водорода массой 2 г, нахо-
дившегося в начале процесса под давлением 83 кПа, его температура возросла от 200 К до 500 К. На сколько литров изменился его
объем? Ответ округлить до десятых.
2.52. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном дав-
лении, потом его давление уменьшалось при постоянном объеме,
87
затем при постоянной температуре объем газа уменьшился до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях
P-V соответствует этим изменениям состояния газа?
2.53. На рисунке показан график зависимости давления газа
в запаянном сосуде от его температуры. Объем сосуда равен 0,4 м3.
Сколько моль газа содержится в этом сосуде? Ответ округлите до
целого числа.
2.54. В изохорном процессе давление идеального газа увели-
чивается на 50 кПа. На сколько кельвин увеличится при этом температура газа, если первоначальное давление было 200 кПа, а первоначальная температура 300 К? Масса газа остается неизменной.
2.55. Со дна водоема поднимается пузырек воздуха. Во
сколько раз увеличится сила, выталкивающая его из воды, при
уменьшении глубины h на 72%? h = 50 м.
88
2.1.12. Насыщенные и ненасыщенные пары.
Качественная зависимость плотности и давления
насыщенного пара от температуры, их независимость
от объема насыщенного пара
2.56. Как изменится давление водяного пара при уменьшении
его объема в 2 раза при постоянной температуре? Выберите два
верных утверждения.
1) Если в сосуде находится ненасыщенный пар, его давление
уменьшится.
2) Если в сосуде находится насыщенный пар, его давление
увеличится.
3) Если в сосуде находится ненасыщенный пар с влажностью
более 60%, его давление сначала увеличится, затем перестанет изменяться.
4) Давление пара при постоянной температуре увеличится
в любом случае.
5) Если в сосуде находится насыщенный пар, его давление не
изменится.
2.57. Метеорологи отметили, что в июле в течение одних су-
ток плотность водяных паров в воздухе была практически постоянной. Выберите два верных утверждения.
1) Относительная влажность воздуха была наибольшей днем.
2) Относительная влажность воздуха была наибольшей ран-
ним утром.
3) Абсолютная влажность утром и вечером была постоянной.
4) При постоянной плотности пара постоянна и относитель-
ная влажность.
2.58. Сухой и влажный воздух при одинаковых давлении и
температуре занимает одинаковые сосуды, следовательно (выбрать
верные утверждения)
1) плотность влажного воздуха меньше плотности сухого
2) плотность сухого воздуха меньше плотности влажного
3) плотности газов одинаковы
4) суммарное количество молей в сосудах одинаково
89
5) парциальное давление водяных паров больше, чем осталь-
ных газов, составляющих воздух
2.59. В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака.
Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объѐм сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке
показан график изменения со временем t концентрации n молекул
паров аммиака внутри сосуда. Из приведѐнного ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
1) на участке 1 плотность паров аммиака уменьшалась
2) на участке 2 давление паров аммиака увеличивалось
3) на участке 1 пар аммиака ненасыщенный, а на участке 2
насыщенный
4) на участке 1 давление паров аммиака увеличивалось
5) на участке 2 плотность паров аммиака уменьшалась
2.60. Какой из графиков правильно показывает зависимость
давления ненасыщенного пара от абсолютной температуры?
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]