нужно решение . «Молекулярная физика»" Обязательная контрольная работа №1
По учебной дисциплине «физика» для учащихся 1 курса
По теме: «Молекулярная физика»
Вариант 1
1.
Единицей количества вещества в системе является:
A) I кг;
Б) I моль;
B) 1 г;
Г) 1 кмоль.
2.
Изопроцесс, протекающий при постоянном давлении, называется:
A) изотермическим; Б) изобарный; В) изохорный; Г) адиабатным.
3.
Какую работу совершил водород при передаче сму 300 Дж теплоты, если сго внутренняя
энергия увеличилась на 240 Дж?
4.
Сколько молекул содержится в капле воды массой 0,2 г?
Как изменится температура газа, если при изохорном процессе давление возрастет в 1,5 раза?
6.
При изобарном нагревании на 159 К газом, масса которого 3,47 кг, была совершена работа
144 кДж. Определите молярную массу газа.
7.
Температура нагревателя идеальной тепловой машины составляет 117 °С, а холодильника -
32 °С. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя, равно 60 Дж. Вычислите КПД
машины и количество теплоты, отдаваемой холодильнику.
8.
Какое количество молекул двухатомного газа содержится в сосуде объемом 20 см3 при
давлении 10,6 кПа и температуре 27 °С? Какой энергией теплового движения обладают эти
молекулы?
9.
Определите подъемную силу воздушного шара радиусом 6 м, заполненного гелием при
температуре 17 °С и давлении 99,33 кПа, если масса его оболочки равна 1 кг (плотность воздуха
принять равной 1,293 кг/м3).
Вариант 2
Какая из единиц молярной массы является основной в системе СИ?
А) кг;
Б) моль;
B) кг/моль; Г) г/моль.
Изопроцесс, протекающий при постоянной температуре, называется:
A) изотермическим; Б) изобарный; В) изохорный; Г) адиабатным.
3.
Как изменилась внутренняя энергия газа, если при сообщении газу 600 Дж теплоты, он
совершил работу 400 Дж?
4.
5.
Сколько молекул содержится в азоте массой 10 г?
При изотермическом сжатии давление газа возросло в 8 раз. Чему равен начальный объем
газа, если в конце процесса газ занимал, объем 0,24 м3 ?
6.
В цилиндре под поршнем находится кислород. Определить массу кислорода, если известно,
что работа, совершаемая при нагревании газа 273 до 473 К, равна 16 кДж.
КПД идеальной тепловой машины равен 60 %, температура нагревателя равна 480 °С.
Определите температуру холодильника. Какая часть теплоты, получаемой от нагревателя, уходит к
холодильнику?
8.
Общая кинетическая энергия молекул многоатомного газа равна 3,2 кДж, а их масса равна
20 г. Найдите среднюю квадратичную скорость молекул этого газа.
9.
В комнате на полу лежит прочный полый шарик радиусом 2 см и массой 10 г. При каком
давлении атмосферы он мог бы всплыть потолку? Температура в комнате составляет 20 °C
(молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль).
2. Изопроцесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным (ответ Б). В изобарном процессе давление остается постоянным, в то время как другие параметры, такие как объем и температура, могут изменяться.
3. Чтобы найти работу, совершенную газом при передаче теплоты, мы можем использовать первый закон термодинамики: ΔU = Q - W, где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - переданная теплота, а W - совершенная работа. В данном случае, ΔU = 240 Дж, Q = 300 Дж. Мы можем найти W, используя формулу: W = Q - ΔU. Это будет выглядеть так: W = 300 Дж - 240 Дж = 60 Дж.
4. Чтобы найти количество молекул в капле воды, мы можем использовать формулу: количество молекул = масса / (молярная масса молекулы * постоянная Авогадро). Масса капли воды равна 0,2 г. Молярная масса воды равна приблизительно 18 г/моль. Значит количество молекул будет: количество молекул = 0,2 г / (18 г/моль * 6,022 × 10^23) ≈ 6,689 × 10^20 молекул.
5. В изохорном процессе объем газа остается постоянным, поэтому изменение температуры можно найти, используя закон Гей-Люссака: P1/T1 = P2/T2, где P1 и P2 - начальное и конечное давление, T1 и T2 - начальная и конечная температура соответственно. Мы знаем, что давление возрастло в 1,5 раза, поэтому P2 = P1 * 1,5. Подставив это в уравнение Гей-Люссака, мы можем найти отношение температур: T2 = T1 * (P2/P1) = T1 * (1,5). Таким образом, температура газа увеличится в 1,5 раза.
6. Чтобы найти молярную массу газа, мы можем использовать формулу: молярная масса = масса газа / количество вещества. Масса газа равна 3,47 кг, а работа равна 144 кДж. Мы можем использовать формулу работы: W = PΔV, где P - давление газа, ΔV - изменение объема. В данном случае давление неизвестно, но мы можем найти ΔV, используя массу и работу: ΔV = W / P. Затем, используя данную массу и объем, мы можем найти количество вещества (количество молей) с помощью формулы: количество вещества = масса газа / (молярная масса * постоянная Авогадро). Подставляем найденные значения и решаем уравнение, чтобы найти молярную массу газа.
7. КПД (коэффициент полезного действия) машины можно найти, используя формулу: КПД = (работа, полученная машиной / полученная теплота) * 100%. В данном случае, мы знаем, что количество теплоты от нагревателя равно 60 Дж, а КПД машины равно 60%. Мы можем использовать данное уравнение, чтобы найти полученную работу машины. Значение полученной работы можно найти, используя формулу: работа = полученная теплота * (КПД / 100%). Затем, используя эти значения, мы можем найти количество теплоты, отдаваемое холодильнику, используя формулу: теплота холодильника = полученная работа - теплота машины.
8. Чтобы найти количество молекул двухатомного газа, мы можем использовать формулу: количество молекул = (P * V) / (R * T), где P - давление газа, V - объем сосуда, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа. В данном случае, мы знаем давление, объем, температуру и универсальную газовую постоянную. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти количество молекул. Для того чтобы найти энергию теплового движения молекул, мы можем использовать формулу: энергия теплового движения = (3/2) * R * T, где R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти энергию теплового движения молекул.
9. Чтобы найти подъемную силу воздушного шара, мы можем использовать принцип плавания Архимеда: подъемная сила равна весу жидкости, вытесненной шаром. В данном случае, воздух действует как жидкость, и его плотность равна 1,293 кг/м3. Мы можем использовать формулу: подъемная сила = плотность воздуха * объем вытесненного воздуха * ускорение свободного падения. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти подъемную силу.
Вариант 2
1. Основной единицей молярной массы в системе СИ является кг/моль (ответ B).
2. Изопроцесс, протекающий при постоянной температуре, называется изохорным (ответ В).
3. Чтобы найти изменение внутренней энергии газа, мы можем использовать первый закон термодинамики: ΔU = Q - W, где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - полученная теплота, W - совершенная работа. В данном случае, мы знаем, что Q = 600 Дж и W = 400 Дж. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти ΔU.
4. Чтобы найти количество молекул в азоте массой 10 г, мы можем использовать формулу: количество молекул = масса / (молярная масса молекулы * постоянная Авогадро). Масса азота равна 10 г, а молярная масса азота равна приблизительно 28 г/моль. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти количество молекул.
5. В изотермическом процессе температура газа остается постоянной, поэтому отношение объемов в начале и конце процесса равно отношению начального и конечного давления (закон Бойля-Мариотта): P1 * V1 = P2 * V2. Мы знаем, что давление газа возросло в 8 раз, поэтому P2 = P1 * 8. Таким образом, V2 = V1 / 8. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти начальный объем газа.
6. Чтобы найти массу кислорода, мы можем использовать формулу работы: работа = (3/2) * R * ΔT, где R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры. В данном случае, мы знаем работу и ΔT. Подставляем данные и решаем уравнение, чтобы найти массу кислорода.
7. Чтобы найти температуру холодильника, мы можем использовать формулу КПД: КПД = (1 - Qхолодильника /