Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Молекулярная физика - раздел физики, в котором изучаются физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе их молекулярного строения.
Тепловое движение - беспорядочное (хаотическое) движение атомов или молекул вещества.
ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
Молекулярно-кинетическая теория - теория, объясняющая тепловые явления в макроскопических телах и свойства этих тел на основе их молекулярного строения.
Основные положения молекулярно-кинетической теории:
- вещество состоит из частиц - молекул и атомов, разделенных промежутками,
- эти частицы хаотически движутся,
- частицы взаимодействуют друг с другом.
МАССА И РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ
Массы молекул и атомов очень малы. Например, масса одной молекулы водорода равна примерно 3,34*10 -27 кг, кислорода - 5,32*10 -26 кг. Масса одного атома углерода m 0C =1,995*10 -26 кг
Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества Mr называют отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода:(атомная единица массы).
Количество вещества - это отношение числа молекул N в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода N A:
Моль - количество вещества, содержащего столько молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.
Число молекул или атомов в 1 моле вещества называют постоянной Авогадро:
Молярная масса - масса 1 моля вещества:
Молярная и относительная молекулярная массы вещества связаны соотношением: М = М r *10 -3 кг/моль.
СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ
Несмотря на беспорядочный характер движения молекул, их распределение по скоростям носит характер определенной закономерности, которая называется распределением Максвелла.
График, характеризующий это распределение, называют кривой распределения Максвелла. Она показывает, что в системе молекул при данной температуре есть очень быстрые и очень медленные, но большая часть молекул движется с определенной скоростью, которая называется наиболее вероятной. При повышении температуры эта наиболее вероятная скорость увеличивается.
ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ В МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
Идеальный газ - это упрощенная модель газа, в которой:
- молекулы газа считаются материальными точками,
- молекулы не взаимодействуют между собой,
- молекулы, соударяясь с преградами, испытывают упругие взаимодействия.
Иными словами, движение отдельных молекул идеального газа подчиняется законам механики. Реальные газы ведут себя подобно идеальным при достаточно больших разрежениях, когда расстояния между молекулами во много раз больше их размеров.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать в виде
Скорость называют средней квадратичной скоростью.
ТЕМПЕРАТУРА
Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел называется термодинамической системой.
Тепловое или термодинамическое равновесие - такое состояние термодинамической системы, при котором все ее макроскопические параметры остаются неизменными: не меняются объем, давление, не происходит теплообмен, отсутствуют переходы из одного агрегатного состояния в другое и т.д. При неизменных внешних условиях любая термодинамическая система самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия.
Температура - физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.
Абсолютный нуль температуры - предельная температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме должно быть равно нулю или должен быть равен нулю объем идеального газа при постоянном давлении.
Термометр - прибор для измерения температуры. Обычно термометры градуируют по шкале Цельсия: температуре кристаллизации воды (таяния льда) соответствует 0°С, температуре ее кипения - 100°С.
Кельвин ввел абсолютную шкалу температур, согласно которой нулевая температура соответствует абсолютному нулю, единица измерения температуры по шкале Кельвина равна градусу Цельсия: [Т] = 1 К (Кельвин).
Связь температуры в энергетических единицах и температуры в градусах Кельвина:
где k = 1,38*10 -23 Дж/К - постоянная Больцмана.
Связь абсолютной шкалы и шкалы Цельсия:
T = t + 273
где t - температура в градусах Цельсия.
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре:
Средняя квадратичная скорость молекул
Учитывая равенство (1), основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать так:
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Пусть газ массой m занимает объем V при температуре Т и давлении р , а М - молярная масса газа. По определению, концентрация молекул газа: n = N/V , где N -число молекул.
Подставим это выражение в основное уравнение молекулярно-кинетической теории:
Величину R называют универсальной газовой постоянной, а уравнение, записанное в виде
называют уравнением состояния идеального газа или уравнением Менделеева-Клапейрона. Нормальные условия - давление газа равно атмосферному ( р = 101,325 кПа) при температуре таяния льда ( Т = 273,15 К ).
1. Изотермический процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим.
Если Т =const, то
Закон Бойля-Мариотта
Для данной массы газа произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется: p 1 V 1 =p 2 V 2 при Т = const
График процесса, происходящего при постоянной температуре, называется изотермой.
2. Изобарный процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным.
Закон Гей-Люссака
Объем данной массы газа при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре:
Если газ, имея объем V 0 находится при нормальных условиях: а затем при постоянном давлении переходит в состояние с температурой Т и объемом V, то можно записать
Обозначив
получим V=V 0 T
Коэффициент называют температурным коэффициентом объемного расширения газов. График процесса, происходящего при постоянном давлении, называется изобарой .
3. Изохорный процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным. Ecли V = const , то
Закон Шарля
Давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре:
Если газ, имея объем V 0 ,находится при нормальных условиях:
а затем, сохраняя объем, переходит в состояние с температурой Т и давлением р , то можно записать
График процесса, происходящего при постоянном объеме, называется изохорой .
Пример. Каково давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне вместимостью 20 л при 12°С, если масса этого воздуха 2 кг?
Из уравнения состояния идеального газа
определим величину давления.
Основы молекулярной физики и термодинамики
Статистический и термодинамический методы исследования. Молекулярная физика и термодинамика - разделы физики, в которых изучаются макроскопические
процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. Для исследования этих процессов применяют два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга метода: статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй - термодинамики.
Молекулярная физика - раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении.
Идея об атомном строении вещества высказана древнегреческим философом Демокритом (460-370 до н. э.). Атомистика возрождается вновь лишь в XVII в. и развивается в работах М. В. Ломоносова, взгляды которого на строение вещества и тепловые явления были близки к современным. Строгое развитие молекулярной теории относится к середине XIX в. и связано с работами немецкого физика Р.Клаузиуса (1822-1888), английского физика Дж. Максвелла (1831 - 1879) и австрийского физика Л. Больцмана (1844-1906).
Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул. Законы поведения огромного числа молекул, являясь статистическими закономерностями, изучаются с помощью статистического метода. Этот метод основан на
том, что свойства макроскопической системы в конечном счете определяются свойствами частиц системы, особенностями их движения и усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (скорости, энергии и т.д.). Например, температура тела определяется скоростью беспорядочного движения его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют различные скорости, то она может быть выражена только через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы. Таким образом, макроскопические характеристики тел имеют физический смысл лишь в случае большого числа молекул.
Термодинамика - раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика не рассматривает микропроцессы, которые лежат в основе этих превращений. Этим термодинамический метод отличается от статистического. Термодинамика базируется на двух началах - фундаментальных законах, установленных в результате обобщения опытных данных.
Область применения термодинамики значительно шире, чем молекулярно-кинетической теории, ибо нет таких областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться термодинамическим методом. Однако, с другой стороны, термодинамический метод несколько ограничен: термодинамика ничего не говорит о микроскопическом строении вещества, о механизме явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими
свойствами вещества. Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, но отличаясь различными методами исследования.
Термодинамика имеет дело с термодинамической системой - совокупностью макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой). Основа термодинамического метода - определение состояния термодинамической системы. Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) - совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно в качестве параметров состояния выбирают температуру, давление и удельный объем.
Температура - одно из основных понятий, играющих важную роль не только в термодинамике, но и в физике в целом. Температура - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. В соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам (1960) в настоящее время можно применять только две температурные шкалы - термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в Кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С).
В Международной практической шкале температура замерзания и кипения воды при давлении 1,013 10 5 Па соответственно 0 и 100 °С (так называемые реперные точки).
Термодинамическая температурная шкала определяется по одной реперной точке, в качестве которой взята тройная точка воды (температура, при которой лед, вода и насыщенный пар при давлении 609 Па находятся в термодинамическом равновесии). Температура этой точки по термодинамической шкале равна 273,16 К, (точно). Градус Цельсия равен Кельвину. В термодинамической шкале температура замерзания воды равна 273,15 К (при том же давлении, что и в Международной практической шкале), поэтому, по определению, термодинамическая температура и температура по Международной практической шкале связаны соотношением T=273,15+t. Температура T=0 называется нулем кельвин. Анализ различных процессов показывает, что 0 К недостижим, хотя приближение к нему сколь угодно близко возможно.
Удельный объем v - это объем единицы массы. Когда тело однородно, т. е. его плотность =const, то v= V/m= 1/. Так как при постоянной массе удельный объем пропорционален общему объему, то макроскопические свойства однородного тела можно характеризовать объемом тела.
Параметры состояния системы могут изменяться. Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного из ее термодинамических параметров, называется термодинамическим процессом. Макроскопическая система находится в термодинамическом равновесии, если ее состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).
Глава 8
Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
§ 41. Опытные законы идеального газа
В молекулярно-кинетической теории пользуются идеализированной моделью идеального газа, согласно которой:
1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда;
2) между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;
3) столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.
Модель идеального газа можно использовать при изучении реальных газов, так как они в условиях, близких к нор-
мальным (например, кислород и гелий), а также при низких давлениях и высоких температурах близки по своим свойствам к идеальному газу. Кроме того, внеся поправки, учитывающие собственный объем молекул газа и действующие молекулярные силы, можно перейти к теории реальных газов.
Опытным путем, еще до появления молекулярно-кинетической теории, был установлен целый ряд законов, описывающих поведение идеальных газов, которые мы и рассмотрим.
Закон Бойля - Мариотта : для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:
pV = const (41.1) при Т= const, m =const.
Кривая, изображающая зависимость между величинами р и V, характеризующими свойства вещества при постоянной температуре, называется изотермой. Изотермы представляют собой гиперболы, расположенные на графике тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс (рис. 60).
Закон Гей-Люссака : 1) объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:
V=V 0 ( 1+ t) (41.2) при p = const, m = const;
2) давление данной массы газа при постоянном объеме изменяется линейно с температурой:
p = p 0 ( 1+ t) (41.3) при V =const, m =const.
В этих уравнениях t - температура по шкале Цельсия, р 0 и V 0 - давление и объем при 0°С, коэффициент =1/273,15 К -1 .
Процесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным. На диаграмме в координатах V, t (рис.61) этот процесс изображается прямой, называемой изобарой. Процесс, протекающий при постоянном объеме, называется изохорным. На диаграмме в координатах р, t (рис. 62) он изображается прямой, называемой изохорой.
Из (41.2) и (41.3) следует, что изобары и изохоры пересекают ось температур в точке t =-1/=-273,15 °С, определяемой из условия 1+t=0. Если сместить начало отсчета в эту точку, то происходит переход к шкале Кельвина (рис. 62), откуда
T=t+ 1/ .
Вводя в формулы (41.2) и (41.3) термодинамическую температуру, законам Гей-Люссака можно придать более удобный вид:
V=V 0 (1+ t)=V 0 = v 0 t ,
p=p 0 (1+ t)=p 0 =р 0 Т, или
V 1 /V 2 = T 1 /T 2 (41.4)
при p = const, m = const,
р 1 /р 2 = T 1 /T 2 (41.5) при V =const, m =const,
где индексы 1 и 2 относятся к произвольным состояниям, лежащим на одной изобаре или изохоре.
Закон Авогадро : моли любых газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем равен 22,41 10 -3 м 3 /моль.
По определению, в одном моле различных веществ содержится одно и то же число молекул, называемое постоянной Авогадро:
n а = 6,022 10 23 моль -1 .
Закон Дальтона : давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов, т. е.
p=p 1 +p 2 +... + p n ,
где p 1 ,p 2 , ..., p n -парциальные давления - давления, которые оказывали бы газы смеси, если бы они одни занимали объем, равный объему смеси при той же температуре.
Данное пособие включает тесты для самоконтроля, самостоятельные работы, разноуровневые контрольные работы.
Предлагаемые дидактические материалы составлены в полном соответствии со структурой и методологией учебников В. А. Касьянова «Физика. Базовый уровень. 10 класс» и «Физика. Углубленный уровень. 10 класс».
Примеры заданий:
ТС 1. Перемещение. Скорость.
Равномерное прямолинейное движение
Вариант 1
1. Двигаясь равномерно, велосипедист проезжает 40 м за 4 с. Какой путь он проедет при движении с той же скоростью за 20 с?
А. 30 м. Б. 50 м. В. 200 м.
2. На рисунке 1 приведен график движения мотоциклиста. Определите по графику путь, пройденный мотоциклистом в промежуток времени от 2 до 4 с.
А. 6м. Б. 2 м. В. 10 м.
3. На рисунке 2 представлены графики движения трех тел. Какой из этих графиков соответствует движению с большей скоростью?
А. 1. Б. 2. В. 3.
4. По графику движения, представленному на рисунке 3, определите скорость тела.
А. 1 м/с. Б. 3 м/с. В. 9 м/с.
5. Две автомашины движутся по дороге с постоянными скоростями 10 и 15 м/с. Начальное расстояние между машинами равно 1 км. Определите, за какое время вторая машина догонит первую.
А. 50 с. Б. 80 с. В. 200 с.
Предисловие.
ТЕСТЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
ТС-1. Перемещение. Скорость.
Равномерное прямолинейное движение.
ТС-2. Прямолинейное движение с постоянным ускорением
ТС-3. Свободное падение. Баллистическое движение.
ТС-4. Кинематика периодического движения.
ТС-5. Законы Ньютона.
ТС-6. Силы в механике.
ТС-7. Применение законов Ньютона.
ТС-8. Закон сохранения импульса.
ТС-9. Работа силы. Мощность.
ТС-10. Потенциальная и кинетическая энергия.
ТС-11. Закон сохранения механической энергии.
ТС-12. Движение тел в гравитационном поле.
ТС-13. Динамика свободных и вынужденных колебаний.
ТС-14. Релятивистская механика.
ТС-15. Молекулярная структура вещества.
ТС-16. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
ТС-17. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Изопроцессы.
ТС-18. Внутренняя энергия. Работа газа при изопроцессах. Первый закон термодинамики.
ТС-19. Тепловые двигатели.
ТС-20. Испарение и конденсация. Насыщенный пар. Влажность воздуха. Кипение жидкости.
ТС-21. Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность.
ТС-22. Кристаллизация и плавление твердых тел.
ТС-23. Механические свойства твердых тел.
ТС-24. Механические и звуковые волны.
ТС-25. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.
ТС-26. Напряженность электростатического поля.
ТС-27. Работа сил электростатического поля. Потенциал электростатического поля.
ТС-28. Диэлектрики и проводники в электростатическом поле.
ТС-29. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля.
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
СР-1. Равномерное прямолинейное движение.
СР-2. Прямолинейное движение с постоянным ускорением.
СР-3. Свободное падение. Баллистическое движение.
СР-4. Кинематика периодического движения.
СР-5. Законы Ньютона.
СР-6. Силы в механике.
СР-7. Применение законов Ньютона.
СР-8. Закон сохранения импульса.
СР-9. Работа силы. Мощность.
СР-9. Работа силы. Мощность.
СР-10. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии.
СР-11. Абсолютно неупругое и абсолютно упругое столкновение.
СР-12. Движение тел в гравитационном поле.
СР-13. Динамика свободных и вынужденных колебаний.
СР-14. Релятивистская механика.
СР-15. Молекулярная структура вещества.
СР-16. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
СР-17. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Изопроцессы.
СР-18. Внутренняя энергия. Работа газа при изопроцессах.
СР-19. Первый закон термодинамики.
СР-20. Тепловые двигатели.
СР-21. Испарение и конденсация. Насыщенный пар. Влажность воздуха.
СР-22. Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность.
СР-23. Кристаллизация и плавление твердых тел. Механические свойства твердых тел.
СР-24. Механические и звуковые волны.
СР-25. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.
СР-26. Напряженность электростатического поля.
СР-27. Работа сил электростатического поля. Потенциал.
СР-28. Диэлектрики и проводники в электростатическом поле.
СР-29. Электроемкость. Энергия электростатического поля
КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ
КР-1. Прямолинейное движение.
КР-2. Свободное падение тел. Баллистическое движение.
КР-3. Кинематика периодического движения.
КР-4. Законы Ньютона.
КР-5. Применение законов Ньютона.
КР-6. Закон сохранения импульса.
КР-7. Закон сохранения энергии.
КР-8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа
КР-9. Термодинамика.
КР-10. Агрегатные состояния вещества.
КР-11. Механические и звуковые волны.
КР-12. Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов.
КР-13. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов.
ОТВЕТЫ
Тесты для самоконтроля.
Самостоятельные работы.
Контрольные работы.
Список литературы.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Физика, 10 класс, дидактические материалы к учебникам Касьянова В.А., Марон А.Е., 2014 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
- Физика, 10 класс, базовый уровень, учебник, Касьянов В.А., 2014
10 класс
Контрольная работа № 5
Вариант 1
25 м -3 .
3 -23
6 (м/с) 2 25 м -3 -26 кг?
25 м -3
3 -12 Па?
10 класс
Контрольная работа № 5
«Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»
Вариант 2
5 м 3 18 молекул?
5 3 м/с.
21 Дж.
3 H 8
10 класс
Контрольная работа № 5
«Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»
Вариант 1
1. Определите температуру водорода и среднюю квадратичную скорость его молекул при давлении 100 кПа и концентрации молекул 10 25 м -3 .
2. Сосуд, имеющий форму куба со стороной 1 м, содержит идеальный газ в количестве 10 -3 моль. Найдите давление газа, если масса одной молекулы 3 ∙ 10 -23 г и средняя скорость теплового движения молекул 500 м/с.
3. Под каким давлением находится газ в сосуде, если средний квадрат скорости его молекул 10 6 (м/с) 2 , концентрация молекул 3 ∙ 10 25 м -3 , а масса каждой молекулы 5 ∙ 10 -26 кг?
4. Концентрация молекул газа 4 ∙ 10 25 м -3 .Рачитайте давление газа при температуре 290 К.
5. Какое число молекул находится в сосуде объемом 5 м 3 при 300 К, если давление газа 10 -12 Па?
10 класс
Контрольная работа № 5
«Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»
Вариант 2
1. Какова средняя скорость теплового движения молекул, если при давлении 250 кПа газ массой 8 кг занимает объем 15 м 3 ?
2. Какое давление производят пары ртути в баллоне ртутной лампы вместимостью 3 · 10 -5 м 3 при300 К, если в ней содержится 10 18 молекул?
3. Определить плотность кислорода при давлении 1,3 ∙ 10 5 Па, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 1,4 ∙ 10 3 м/с.
4. При какой температуре средняя кинетическая энергия молекул газа равна 10,35 ∙ 10 -21 Дж.
5. В резервуаре объемом 3000 л находится пропан (C 3 H 8 ), количество вещества которого 140 моль, а температура 300 К. Какое давление оказывает газ на стенки сосуда?
Цель урока: Проверить знания учащихся и выяснить степень усвоения материала данной темы.
Ход урока
Организационный момент.
Вариант -1 (1 – го уровня)
1. Рассчитайте молекулярную массу кислорода – О₂. (Ответ: 32·10 -3 кг/моль)
2. Имеется 80 г кислорода, вычислить количество молей в нем. (Ответ: 2,5 моля)
3. Вычислить давление газа на стенки баллона, если известно, что в нем находится пропан
(С3Н4) объемом 3000 л при температуре 300 К. Количество вещества этого газа равно
140 моль. (Ответ: 116кПа)
4. Какова причина броуновского движения?
5. На рисунке представлен переход идеального газа из 1 состояния в состояние 2.
А) Дайте название процессу перехода. Б) Покажите график процесса в PТ и VT координатах.
0 2 V
Вариант – 2 (1 – го уровня)
1. Рассчитайте молекулярную массу воды – Н₂О. (Ответ:18·10-3кг/моль)
2. В стакане 200 г воды. Найти количество молей воды. (Ответ: 11,1 моля)
3. В резервуаре содержится азот массой 4 кг при температуре 300 К и давлении 4·105 Па.
Найти объем азота.
4. Почему газ занимает весь предоставленный ему объем?
5. На рисунке представлен переход идеального газа из состояния 1 в состояние 2.
А) Дайте название процессу перехода. Б) Покажите график процесса в РТ и VT координатАх.
Вариант -1 (2 – го уровня)
1. Определить массу 1022 молекул азота.
Решение. m = m₀ N = M N/NA; m = 4.7 (кг)
2. Температура водорода 25˚С. Вычислить его плотность при нормальном атмосферном давлении.
Решение. ρ = P М/ RT = 81 (г/см³)
3. Колбы электрических ламп инертным газом заполняют при пониженном давлении и температуре. Объясните причину.
4. В системе координат РТ показан график изменения состояния идеального газа.
А) Дайте название каждому переходу.
Б) Изобразите переходы в координатах PV и VT.
5. В зависимости от времени года наблюдается разница в массе воздуха, который находится внутри помещения. Летом температура воздуха – 40˚С, а зимой – 0˚С при нормальном атмосферном давлении. Молярная масса воздуха 29·10-3 кг/моль. Найти разницу в массе воздуха.
P V = m R T/ M; m1 = P V M/R T1; m2 = P V M/R T2; Δm = m₁ – m₂;
Δm = P V M/R (1/T1 – 1/T2); Δm = 8,2 (кг)
Вариант -2 (2 – го уровня)
N = γ NA = m NА/M; N = 3,3 1012 (молекул)
2. Азот находится в закрытом сосуде емкостью 5 л и имеет массу 5 г. Его нагревают от 20˚С до 40˚С. Вычислить давление азота до и после нагревания.
Решение. P1 V = m RT/ M; P1 = m RT/ VM; P1 = 8,7 (Па)
P₁/P₂ = T₁/T₂; P₂ = P₁ T₂/T₁; P₂ = 9,3·104 (Па)
3. Почему камеры автомобильных колес зимой нагнетают до большего давления, чем летом?
4. В системе координат РТ изображен график изменения состояния идеального газа.
Р 4 А) Дайте название каждому переходу.
Б) Начертите переходы в координатах