Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика

1. В трех одинаковых сосудах при равных условиях находится одинаковое количество водорода, гелия и азота

Распределение скоростей молекул гелия будет описываться кривой…

+: a) 2 -: b) 3 -: c) 1

2. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей отv до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Если, не меняя температуры взять другой газ с большей молярной массой и таким же числом молекул, то…

-: a) площадь под кривой увеличится +: b) максимум кривой сместится влево в сторону меньших скоростей -: c) величина максимума уменьшится

3. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей отv до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Если, не меняя температуры взять другой газ с меньшей молярной массой и таким же числом молекул, то….

-: a) величина максимума уменьшится -: b) площадь под кривой увеличится +: c) максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей

4. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей отv до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Для этой функции верным утверждением является…

-: a) с уменьшением температуры величина максимума уменьшается; +: b) при изменении температуры площадь под кривой не изменяется; -: c) при изменении температуры положение максимума не изменяется.

5. В трех одинаковых сосудах находится одинаковое количество газа, причем Т₁ > Т₂ > Т₃

Распределение скоростей молекул в сосуде с температурой Т₃ будет описывать кривая….

-: a) 2 +: b) 1 -: c) 3

6. Распределение Больцмана для внешнего потенциального поля имеет вид:

-: a) ;

+: b) ;

-: c) .

7. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (Не) равна…

-: a) 1/2 kТ

-: b) 5/2 kТ

-: c) 7/2 kТ

+: d) 3/2 kТ

8. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна . Здесьi = n_n+ n_вр +2n_к, где n_n, n_вр ,n_к - число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водяного пара (Н₂О) число i равно…

-: a) 8

-: b) 5

+: c) 6

-: d) 3

9. На каждую степень свободы движения молекулы приходится одинаковая энергия, равная 1/2 kТ (k – постоянная Больцмана, Т – температура). Средняя кинетическая энергия атомарного водорода равна ….

-: a) 5/2 kТ

-: b) 1/2 kТ

+: c) 3/2 kТ

-: d) 3 kТ

10. Уравнение кинетической теории для давления идеального газа имеет вид , где n – концентрация молекул. Для газа водорода равно …

-: a) 6/2 kТ

-: b) 5/2 kТ

-: c) 1/2 kТ

+: d) 3/2 kТ

11. Если для многоатомных молекул газа при температурах 10² К вклад энергии колебания ядер в теплоемкость газа пренебрежимо мал, то из предложенных ниже идеальных газов (водород, азот, гелий, водяной пар) изохорную теплоемкость (R – универсальная газовая постоянная) имеет один моль…

-: a) азота

-: b) гелия

- : c) водорода

+: d) водяного пара

12. Параметрами состояния газа являются

-: a) масса, молярная масса, температура

-: b) число Авогадро, молярная масса, плотность

+: c) температура, давление, объем

-: d) молярный объем, масса

13. Связь единиц измерения температуры в градусах Цельсия и Кельвина

+: a)

-: b )

-: c )

14. Масса 1 моля вещества (молярная масса) определяется выражением

-: a)

+: b)

-: c)

-: d)

15. Закон Бойля-Мариотта для изотермического процесса

-: a)

+: b)

-: c)

16. Закон Шарля для изохорного процесса

+: a)

-: b)

-: c)

17. Закон Гей-Люссака для изобарного процесса

-: a)

-: b)

+: c)

18. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

-: a)

-: b)

+: c)

19. средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы

-: a)

-: b)

+: c)

20. Средняя квадратичная скорость молекул

-: a)

+: b)

-: c)

21. Средняя арифметическая скорость молекул

+: a)

-: b)

-: c)

22. Барометрическая формула выражает закон

-: a)

-: b)

+: c)

23. Средняя длина свободного пробега молекул газа

-: a)

-: b)

+: c)

24. Общее число столкнове­ний всех молекул в единице объема за единицу времени

-: a)

+: b)

-: c)

25. Сила внутреннего трения F_тр в газе

-: a)

+: b)

-: c)

26. Количество теплоты, перенесенное за время вследствие теплопроводности, определяется формулой

+: a)

-: b)

-: c)

27. Идеальный газ имеет минимальную внутреннюю энергию в состоянии…

-: a) 2 -: b) 1,2,3 +: c) 1 -: d) 3

28. Внутренняя энергия молекулярного азота (газ считать идеальным) в результате процесса 1-2-3, изображенного на рисунке, изменяется на __Дж

-: a) 6 +: b) 0 -: c) 9/2 -: d) 4

29. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеальных газов описывается уравнением:

-: a) ;

-: b) ;

+: c) .

30. На (Р,V) - диаграмме изображен циклический процесс. На участках CD и DA температура….

-: a) повышается +: b) на CD- понижается, на DA – повышается -: c) понижается -: d) на CD - повышается, на DA - понижается

31. Идеальный газ совершит большую работу, получив одинаковое количество теплоты, при….

+: a) изотермическом процессе

-: b) изохорном процессе

-: c) изобарном процессе

-: d) адиабатном процессе

32. В процессе изохорического нагревания постоянной массы идеального газа его энтропия….

-: a) уменьшается

+: b) увеличивается

-: c) не меняется

33. Процесс, изображенный на рисунке в координатах (T,S), где S - энтропия, является …

-: a) изотермическим расширением +: b) адиабатным сжатием -: c) изобарным расширением -: d) изохорным нагреванием

34. При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе необратимого процесса приращение её энтропии…

-: a)

_{-: b)}

_{-: c)}

_{+: d)}

35. Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно (см.рисунок), совершает за цикл работу, равную …

+: a) А12 +А34 -: b) А23 +А41 -: c) А34 +А41 -: d) А12 +А23

36. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно (две изотермы 1-2, 3-4 и две адиабаты 2-3, 4-1). В процессе изотермического расширения 1-2 энтропия рабочего тела …

+: a) возрастает -: b) не изменяется -: c) сначала возрастают, затем уменьшается -: d) уменьшается

37. В идеальной тепловой машине, работающей по циклу Карно, абсолютная температура нагревателя в 2 раза превышает температуру холодильника. Если температура холодильника уменьшится вдвое при неизменной температуре нагревателя, то КПД машины станет равным …

-: a) 100%

+: b) 75%

-: c) 90%

-: d) 50%

38. В процессе изотермического сообщения тепла постоянной массе идеального газа его энтропия….

-: a) уменьшается

+: b) увеличивается

-: c) не меняется

39. На рисунке изображен цикл Карно в координатах (Т,S), где S - энтропия. Теплота подводится к системе на участке…

+: a) 1-2; -: b) 2-3; -: c) 3-4.

40. При увеличении давления в 3 раза и уменьшении объема в 2 раза внутренняя энергия идеального газа ….

-: a) уменьшится в 1,5 раза

-: b) увеличится в 6 раз

+: c) увеличится в 1,5 раза

-: d) уменьшится в 6 раз

41. Изменение внутренней энергии газа при изохорном процессе возможно…

-: a) без теплообмена с внешней средой

+: b) при теплообмене с внешней средой

-: c) в результате совершения газом работы

-: d) в результате совершения внешними силами работы над газом

42. На рисунке изображен циклический процесс, происходящий с одним молем двухатомного идеального газа. Газ совершает работу только за счет полученного извне тепла на участке …

-: a) 1-2, 2-3 +: b) 1-2 -: c) 3-1 -: d) 2-3

43. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании газа к работе при охлаждении равно….

+: a) 2,5 -: b) 3 -: c) 1,5 -: d) 5

44. Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 двумя способами: по пути 1-3 и 1-2-3. Отношение работ , совершенных газом равно….

-: a) 2 -: b) 3 -: c) 4 +: d) 1,5

45. На (P,V)- диаграмме изображены два циклических процесса

Отношение работ , совершенных в этих циклах, равно

-: a) -2 -: b) 2 -: c) -1/2 +: d) 1/2

46. При адиабатном сжатии идеального газа…

-: a) температура возрастает, энтропия убывает

+: b) температура возрастает, энтропия не изменяется

-: c) температура и энтропия возрастает

-: d) температура не изменяется, энтропия возрастает

47. Одноатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты ΔQ. На увеличение внутренней энергии газа расходуется часть теплоты , равная ….

-: a) 0,25

-: b) 0,7

-: c) 0,4

+: d) 0,6

48. Первое начало термодинамики описывается аналитическим выражением:

-: a) ;

+: b) ;

-: c) .

49. Молярная теплоемкость вещества при постоянном объеме определяется выражением:

-: a) ;

-: b) ;

+: c) .

50. Удельная теплоемкость вещества определяется выражением:

-: a) ;

+: b) ;

-: d) .

51. Полная работа, совершаемая газом при изменении его объема от V₁ до V₂ определяется выражением:

+: a) ;

-: b) ;

-: c) .

52. Энтропия изолированной термодинамической системы в ходе необратимого процесса …

+: a) только увеличивается

-: b) только убывает

-: c) остается постоянной

53. Энтропия неизолированной термодинамической системы в процессе плавления вещества в ней …

+: a) увеличивается

-: b) убывает

-: c) остается  постоянной

-: d) может как убывать, так и оставаться постоянной

54. В процессе изохорического нагревания постоянной массы идеального газа его энтропия …

-: a) не меняется

-: b) уменьшается

+: c) увеличивается

55. В процессе изохорического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …

+: a) уменьшается

-: b) не меняется

-: c) увеличивается

56. В процессе изотермического сообщения тепла постоянной массе идеального газа его энтропия …

+: a) не меняется

-: b) уменьшается

-: c) увеличивается

57. В процессе изотермического отнятия тепла у постоянной массы идеального газа его энтропия …

+: a) уменьшается

-: b) не меняется

-: c) увеличивается

58. В процессе обратимого адиабатического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …

-: a) уменьшается

+: b) не меняется

-: c) увеличивается

59. Для обратимого процесса в неизолированной термодинамической системе условие Клаузиуса имеет вид …

+: a)

-: b)

-: c)

60. Диффузия согласно кинетической теории газов определяется формулой:

+: a) ;

-: b) ;

-: c) .

61. Явление диффузии для однородного газа подчиняется закону Фика:

-: a) ;

-: b) ;

+: c) .

62. Перенос энергии в форме теплоты подчиняется закону Фурье:

-: a) ;

+: b) ;

-: c) .

63. Динамическая вязкость газа (жидкости) вычисляется по формуле:

-: a) ;

-: b) ;

+: c) .

64. Сила внутреннего трения между слоями газа (жидкости) подчиняется закону Ньютона:

-: a) ;

+: b) ;

-: c) .

65.Вязкость связана с переносом молекулами газа

+: a) массы

-: b) энергии

-: c) импульса

-: d) момента импульса

66. Tеплопроводность газа (жидкости) вычисляется по формуле:

-: a) ;

+: b) ;

-: c) .

67. Масса, перенесенная за время при диффузии

-: a) m = D S

-: b) m = - D

+: c) m = - D S