881

3

Содержание раздела

«Молекулярная физика и термодинамика»

1.Основные положения молекулярно-кинетической теории.

2.Основные понятия молекулярно-кинетической теории и термодинамики (масса молекулы, количество вещества, число Авогадро, концентрация молекул, идеальный газ, абсолютная температура, средняя квадратичная скорость молекул, средняя энергия теплового движения молекул, давление идеального газа).

3.Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

4.Уравнение состояния идеального газа (Уравнение МенделееваКлапейрона).

5.Изопроцессы. Газовые законы.

6.Внутренняя энергия.

7.Работа идеального газа.

8.Первый закон термодинамики.

9.Теплоёмкость. Удельная теплота плавления. Удельная теплота парообразования.

10.Уравнение теплового баланса.

11.Тепловой двигатель. КПД теплового двигателя.

Литература

1.Ефремов А.П., Кутузов Ю.А. Физика. – М., 1992.

2.Рябкова С.Л. Молекулярная физика и термодинамика. Задачи с ответами. – Н.Новгород, 2007.

3.Методические указания по структурированию информации для иностранных граждан. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2010.

4

Контрольная работа №1

Вариант 1/1

1.Найдите массу молекулы кислорода (О2).

2.В сосуде находится 5 106 молекул кислорода. Какое количество вещества находится в сосуде?

3.Найдите давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, плотность 1,35 кг/м3.

4.Найдите число молекул газа объёмом 1 м3, если при температуре 270С давление газа 4,14 105 Па.

5.В баллоне объёмом 4 л находится газ массой 12 г при температуре 1770С. При какой температуре плотность газа будет равна 6 кг/м3, если давление остается постоянным?

Вариант 1/2

1.Найдите массу молекулы водорода (Н2).

2.Какое количество молекул содержится в 20 г водорода?

3.Найдите среднюю квадратичную скорость движения молекул газа, если его масса 6 кг, объём 5 м3, давление 200 кПа.

4.Газ плотностью 5,95 кг/м3 находится при температуре 00С. Найдите давление газа, если масса молекулы 7,3 10-26 кг. Какой это газ?

5.Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 1120 С

занимает объём 1600 см3. Определите, какой это газ.

5

Вариант 1/3

1.Найдите массу молекулы азота (N2).

2.Найдите массу 3 молей кислорода.

3.Найдите концентрацию молекул кислорода, если его давление 0,2 МПа, средняя квадратичная скорость молекул 700 м/с.

4.В баллоне объёмом 50 л находится одноатомный газ в количестве 0,12 кмоль при давлении 6 МПа. Определите среднюю энергию теплового движения молекул.

5.Газ находится в сосуде объёмом 4 л. Давление газа 5 102 Па. Найдите суммарную кинетическую энергию молекул.

Вариант 1/4

1.Найдите массу молекулы метана (CH4).

2.Какое количество вещества содержится в медном бруске массой

2 кг?

3.При давлении 105 Па плотность воздуха 1,29 кг/м3. Найдите среднюю квадратичную скорость его молекул.

4.Найдите среднюю кинетическую энергию молекулы идеального газа, если при давлении 2 105 Па концентрация молекул газа 5 1025 м-3.

5.В закрытом сосуде находится один моль идеального газа.

Известно, что Tp = 371 Па/К . Найдите концентрацию молекул и объём сосуда.

6

Вариант 1/5

1.Найдите массу молекулы углекислого газа (CO2).

2.Сколько молекул содержится в капле воды массой 10-10 г?

3.Кислород находится в сосуде объёмом 1 см3. Найдите давление кислорода на стенки сосуда, если средняя квадратичная скорость его

молекул 400 м/с, число молекул 2,7 1019.

4.Сколько молекул газа находится в сосуде объёмом 480 см3 при температуре 200 С и давлении 250 кПа?

5.Объём одноатомного газа уменьшился в 3 раза, средняя кинетическая энергия его молекул увеличилась в 2 раза. Во сколько раз изменилось давление газа?

Контрольная работа №2

Вариант 2/1

1.Начальная температура воздуха 310 К. Найдите конечную температуру воздуха, если его объём уменьшился в 2 раза, а давление увеличилось на 30%.

2.При температуре 270С давление газа в закрытом сосуде 75 кПа. Найдите давление газа при температуре 130С.

3.Найдите начальную температуру воздуха, если при нагревании на 10 К объём увеличился на 3%. Давление постоянное.

4.Идеальный газ занимает объём 0,5 м3. Какой объём будет занимать газ, если при изотермическом расширении его давление уменьшится в 3 раза?

5.В закрытом баллоне находится газ под давлением 500 кПа. Какое давление будет в баллоне, если 4/5 массы газа выйдет из баллона? Температура не изменяется.

7

Вариант 2/2

1. Объём газа уменьшился в 2 раза, давление увеличилось на 120 кПа, температура увеличилась на 10%. Найдите начальное давление.

2.При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании газа на 140 К его давление увеличилось в 1,5 раза?

3.Газ нагрели от 300 К до 750 К при постоянном давлении. Объём газа увеличился на 6 л. Найдите конечный объём газа.

4.Идеальный газ изотермически расширяется. При этом его объём изменяется в 1,4 раза, а давление изменяется на 200 кПа. Найдите начальное давление газа.

5. В баллоне находится газ при температуре 170С и давлении 200 кПа. Какое давление газа будет в баллоне, если 40% газа выйдет из баллона, а температура понизится на 70С?

Вариант 2/3

1.Температура идеального газа увеличилась в 2 раза. Давление увеличилось на 25%. Во сколько раз изменился объём?

2.В закрытом объёме 39 л находится углекислый газ массой 1,88 кг. Начальная температура газа 00С. Найдите давление газа при увеличении температуры на 570С.

3.Газ нагрели от температуры 270С до температуры 390С. На сколько процентов увеличился объём газа, если его давление не изменилось?

4.При изотермическом сжатии давление газа увеличилось на 25%. Во сколько раз уменьшился объём газа?

5.В баллоне находится идеальный газ. Когда часть газа вышла из баллона, температура газа в баллоне уменьшилась в 3 раза, а давление уменьшилось в 4 раза. Какая часть газа (в процентах) вышла?

8

Вариант 2/4

1.Во сколько раз увеличится давление газа, если объём уменьшится на 30%, а температура увеличится на 180%?

2.В закрытом баллоне газ нагревают от 270С до 870С. При этом давление газа увеличилось на 80 кПа. Найдите начальное давление газа.

3.При изобарном нагревании газа на 75 К его объём увеличился на 30%. Определите начальную температуру газа.

4.Газ сжимают изотермически от объёма 8 л до объёма 6 л. Давление при этом возросло на 4 кПа. Определите начальное давление газа.

5.В баллоне находится кислород под давлением 1 МПа. Какая часть кислорода вышла из баллона, если его давление понизилось до 800 кПа? Температура не изменилась.

Вариант 2/5

1.Когда объём газа уменьшился на 10%, а температура увеличилась на 16 К, давление газа увеличилось на 20%. Найдите начальную температуру газа.

2.В закрытом баллоне находится газ при температуре 350 К. До какой температуры нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,25 раза?

3.Газ нагрели от температуры 300 К до температуры 360 К при постоянном давлении. На сколько процентов увеличился объём газа?

4.Идеальный газ изотермически сжимают так, что давление газа изменяется в 3 раза. На сколько изменяется объём газа, если начальный объём 6 л?

5.В баллоне находится газ массой 2 кг при температуре 270 К. Какую массу газа надо убрать из баллона, чтобы при увеличении температуры на 30 К давление не изменилось?

9

Контрольная работа №3

Вариант 3/1

1.В сосуде находится кислород при температуре 170С. До какой температуры нужно изобарно нагреть кислород, чтобы он совершил работу 4 104 Дж? Масса кислорода 1,6 кг.

2.Идеальный одноатомный газ нагрели от температуры 1000С до температуры 4000 С. Во сколько раз увеличилась внутренняя энергия газа?

3.Одноатомному идеальному газу количеством вещества 2 моль сообщили количество теплоты 1660 Дж. Найдите изменение температуры газа, если давление не изменилось.

4.При адиабатическом сжатии двух молей идеального одноатомного газа его температура повысилась на 10 К. Какую работу совершили внешние силы над газом?

5.Идеальный одноатомный газ совершает процесс 1-2-3 (рис. 1). Найдите отношение количества теплоты, которое получил газ, к работе газа.

Рис. 1