Молекулярно-кинетическая теория. Термодинамика. Задания с выбором ответа

Вид материала

Документы

Содержание Задания с кратким ответом Молекулярно-кинетическая теория. Задания с развернутым ответом

Подобный материал:

• Молекулярная физика и термодинамика. Лекция №1 Молекулярно-кинетическая теория Основные, 10053.18kb.
• Контрольная работа "Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Газовые законы., 9.92kb.
• Занятие №16 Основные положения мкт. Масса и размеры молекул. Мкт- молекулярно- кинетическая, 138.45kb.
• Место для шифра, 117.79kb.
• Тема «Внутренняя политика Александра, 36.52kb.
• Молекулярно-кинетическая теория, 37.31kb.
• Молекулярно-кинетическая теория газов, 97.72kb.
• Контрольный тест по философии для самоподготовки указание: все задания имеют одну, 300.39kb.
• Демонстрационный вариант часть 1 При выполнении заданий с выбором ответа (это задания, 39.14kb.
• Механические, электромагнитные колебания и волны. Типовые задания Задания с выбором, 71.16kb.

Молекулярно-кинетическая теория.

Термодинамика.

Задания с выбором ответа

А1

В периодической системе элементов Д. И. Менделеева в клетке, где указан азот, стоят числа 7 и 14,007. На основе
этих данных определите, чему примерно равна масса 6• 10²³атомов азота.

1) 7 г 2) 7 кг 3) 14 кг 4) 14 г

А2

Сколько приблизительно молекул содержится в 1 см³ во­ды?

1)2,3 • 10²² см^-3 2)3,3 • 10²² см^-3 3) 3,3 • 10²³ см^-3 4) 6 • 10²³ см^-3

A3

Какой объем должен иметь газообразный водород, чтобы при его соединении с газообразным кислородом объемом 1 дм³ получилась вода? Температура и давление газов оди­наковы.

1) 1 дм³ 2) 2 дм³ 3) 3 дм³ 4) 4 дм³

А4

За 5 суток полностью испарилось 5 • 10^-2 кг воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности воды за 1 с?

1)3,9 • 10¹⁸ с^-1 2) 3,3 • 10²² с^-1 3) 3,3 • 10²³ с^-1 4) 6 • 10²³ с^-1

A5

Объем воды в Тихом океане приблизительно равен 7∙10⁸ км³. Представьте себе, что в океан был вылит стакан воды и вся вода в океане хорошо перемешалась. Сколько молекул воды из тех, что были в стакане, снова попадают в стакан при повторном зачерпывании из океана. Объем стакана равен 200 мл.

1) 7 2) 20 3) 350 4) 2000

А6

Средняя квадратичная скорость теплового движения моле­кул при уменьшении абсолютной температуры идеального газа в 4 раза:

1)Уменьшается в 8 раз. 2)Уменьшается в 4 раза. 3) Уменьшается в 2 раза. 4) Не изменится.

А7

При неизменной концентрации частиц абсолютная темпе­ратура идеального газа была увеличена в 4 раза. Давление газа при этом:

1)Увеличилось в 4 раза. 2)Увеличилось в 2 раза. 3) Уменьшилось в 4 раза. 4) Не изменилось.

А8

Как изменится давление газа, если концентрация его моле­кул увеличится в 3 раза, а средняя квадратичная скорость молекул уменьшится в 3 раза?

1)Уменьшится в 9 раз. 2) Уменьшится в 3 раза. 3) Увеличится в 3 раза.4) Не изменится.

А9

В объеме 1 см³ при давлении 20 кПа находится 5•10¹⁹ моле­кул гелия (М = 0,004 кг/моль). Какова их среднеквадра­тичная скорость?

1) 12 м/с 2) 74 м/с 3) 424 м/с 4) 630 м/с

А10

Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см³ имеет трещину, в которую ежесекундно проникает миллион частиц газа. Сколько времени понадобится для наполнения лампы до нормального давления, если скорость проникно­вения газа остается постоянной? Температура газа 0°С.

1)5 лет 2)1000 лет 3)3 • 10⁴ лет 4)8,5 • 10⁶ лет

А11

Чему равно отношение средних квадратичных скоростей молекул водорода и кислорода при одинаковых темпера­турах газов? 1) 1 2) 2 3) 4 4) 8

А12

В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как изменит­ся его давление, если средняя квадратичная скорость его молекул увеличится на 20%? 1)Увеличится на 20%. 2)Увеличится на 40%. 3) Увеличится на 44%. 4) Уменьшится на 20%.

А13

Какое давление на стенки сосуда производит газ, если сред­няя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, масса газа 3 г, а объем — 0,5 л?

1) 2 • 10⁵ Па 2) 3 • 10⁵ Па 3) 4 • 10⁵ Па 4) 5 • 10⁵ Па

А14

Молекулы какого газа при температуре 27°С имеют сред­нюю квадратичную скорость 510 м/с?

1) азот 2) водород 3) кислород 4) гелий

А15

В сосуде объемом 20 см³ при температуре 27°С и давлении 10⁵ Па находится одноатомный идеальный газ. Определите
суммарную кинетическую энергию атомов газа в сосуде.

1) 1 Дж 2) 2 Дж 3) 3 Дж 4) 4 Дж


А16

Две одинаковые колбы с одинаковым числом молекул во­дорода в них соединены трубкой с краном. Средняя квадра­тичная скорость молекул в первой колбе ₁ = 400 м/с, а во второй ₂ = 600 м/с. Какая установится средняя квадра­тичная скорость, если открыть кран, соединяющий колбы? Теплообмен с окружающей средой отсутствует.

1) 450 м/с 2) 480 м/с 3) 510 м/с 4) 540 м /с

A17

Давление идеального газа увеличилось в 2 раза, а его тем­пература уменьшилась в 4 раза. Как изменился при этом объем газа?

1)Уменьшился в 2 раза. 2)Уменьшился в 8 раз. 3) Увеличился в 2 раза. 4) Увеличился в 8 раз.

А18

При сжатии неизменного количества газа его объем уменьшился в 4 раза, а давление увеличилось в 2 раза. Как изменилась при этом температура газа?

1)Увеличилась в 2 раза. 2) Увеличилась в 4 раза. 3) Уменьшилась в 2 раза. 4) Не изменилась.

А19

Какое количество вещества содержится в газе, если при температуре —13° С и давлении 500 кПа объем газа равен 30л?

1) 1,2 моль 2) 4,2 моль 3) 6,9 моль 4) 9 моль

А20

Кислород находится в сосуде объемом 0,6 м³ под давлением 8,3 • 10⁵ Па и при температуре 300 К. Чему равна масса кислорода:

1) 2,1 кг 2) 3,2 кг 3) 4кг 4) 4,6 кг

А21

Когда из баллона выпустили некоторую массу газа, давле­ние в нем уменьшилось на 40%, а температура — на 20%.
Какая часть первоначальной массы газа осталась в баллоне?

1)62% 2)75% 3)80% 4)87,5%

А22

Объем камеры насоса, соединенного с сосудом, равен 3 • 10^-4 м³. За один ход поршня насоса давление в сосуде
увеличивается на 1,5%. Считая температуру постоянной, определите объем сосуда.

1) 0,01 м³ 2) 0,02 м³ 3) 0,03 м³ 4) 0,04 м³

А23

Небольшой воздушный шарик удерживается в воде на не­которой глубине при температуре 17 °С.Шарик отпускают, и он всплывает. На поверхности воды при температуре воз­духа 27° С объем шарика увеличился на 20%. Это означа­ет, что первоначальная глубина нахождения шарика равнялась:

1) 2,2 м 2) 2,0 м 3) 1,8 м 4) 1,6 м

А24

В сосуде объемом 20 см³ при температуре 27° С и давлении 10⁵ Па находится одноатомный идеальный газ. Определите
суммарную кинетическую энергию атомов газа в сосуде.

1) 1 Дж 2) 2 Дж 3) 3 Дж 4) 4 Дж

А25

Два сосуда, содержащих одинаковую массу одного и того же газа, соединены трубкой с краном. В первом сосуде да­вление 10⁵ Па, во втором — 3 • 10⁵ Па. Какое давление уста­новится после открытия крана, если температура в сосудах была одинаковой и не менялась?

1)1,5 • 10⁵ Па 2)1,8 • 10⁵ Па 3) 2 • 10⁵ Па 4) 2,4 • 10⁵ Па

А26

Вакуумные насосы позволяют понижать давление до 1,5 • 10^-10 Па. Каково в этом случае среднее расстояние между частицами при температуре 27° С? 1) 0,001 мм 2) 0,02 мм 3) 0,03 мм 4) 0,3 мм

А27

Идеальный газ сначала охлаждается при постоянном дав­лении, потом его давление увеличивается при постоянном объеме, затем при постоянной температуре давление газа уменьшается до первоначального значения. Какой из гра­фиков в координатных осях р-V соответствует этим изме­нениям состояния газа (см. рис. 18)?

А28

Идеальный газ сначала нагревался при постоянном объеме, потом его объем уменьшается при постоянном давлении до начальной температуры, затем при постоянной температу­ре объем газа увеличивается до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях V—Т соответству­ет этим изменениям состояния газа (см. рис. 19)?








А.29

Определите, как изменялось давление данной массы иде­ального газа при тепловом процессе

1-2-3 (см. рис. 20).

1)Возрастает от р₁ до р₂, затем падает до р₃ и вновь воз­растает до p₁.

2)Убывает от р₁ до р₂, возрастает до р₃, убывает до р₁.

3)Убывает от p₁ до р₂, возрастает до р₃ = р₁ затем не меняется.

4)Возрастает от p₁ до р₂, убывает до р₃ = p₁ затем не меняется.

А30

Идеальный газ переведен из состояния 1 в состояние 2. Как изменяется при этом процессе температура газа (см. рис. 21)?

1) Т ₁> Т₂ 2) Т₁ = Т₂ 3) Т₁ < Т₂ 4)нет определенного ответа

А31

С некоторой порцией идеального газа совершается тепло­вой процесс, который на V — Т диаграмме имеет вид

окруж­ности. В каких из указанных точках давление будет иметь максимальное значение (см. рис. 22)?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4


A32

Как изменится внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры в 4 раза при неизменном объеме?

1)Уменьшится в 4 раза. 2)Увеличится в 4 раза. 3)Не изменится.

4)Увеличится или уменьшится в зависимости от изменения давления.

А33

Идеальный газ совершил работу, равную 400 Дж. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Сколь­ко энергии потребовалось при этом передать или забрать у газа:

1)Получил 200 Дж. 2) Получил 600 Дж 3)Отдал 400 Дж. 4)Отдал 600 Дж.

A34

Идеальный газ совершил работу, равную 200 Дж, и отдал количество теплоты, равное 200 Дж. При этом его внутрен­няя энергия:

1)Увеличилась на 400 Дж.2)Увеличилась на 200 Дж.3)Уменьшилась на 400 Дж.4)Не изменилась.

А35

Каково давление одноатомного идеального газа, занимаю­щего объем 2 л, если его внутренняя энергия равна 300 Дж?

1) 10⁵ Па 2) 10⁶ Па 3) 10⁷ Па 4) 5 • 10⁶ Па

А36

В баллоне с объемом V = 22,4 л находится = 2 моля гелия (гелий — одноатомный газ) при температуре 100°С.
Газ охлаждается, выделяя при этом Q = 249,3 Дж теплоты. Какая температура установится при этом в баллоне?

1) 60°С 2) 70°С 3) 80°С 4) 90°С

А37

Азот массой 280 г был нагрет при постоянном давлении на 100 К. Определите работу расширения.

1) б кДж 2) 8,31 кДж 3) 10,1 кДж 4) 16,62 кДж

А38

Одному молю идеального одноатомного газа сообщили 700 Дж тепла, и его температура увеличилась на 50 К. Это
означает, что газ совершил работу, равную примерно:

1) 10 Дж 2) 40 Дж 3) 68 Дж 4) 77 Дж

А39

Какое количество теплоты надо сообщить 2 молям идеаль­ного одноатомного газа, чтобы осуществить тепловой про­цесс, изображенный на рис. 23?

1) 300 Дж 2) 700 Дж 3) 1450 Дж 4) 4155 Дж

А40

Смешали 39 л воды при температуре 293 К и 21 л при тем­пературе 333 К. Определите установившуюся температуру смеси.

1) 297 К 2) 300 К 3) 303 К 4) 307 К

А41

Смешано 3 кг воды при температуре 285 К и 2 кг воды при 350 К. Определите установившуюся температуру, если тепловые потери составляют 2,1 • 10⁴ Дж. Удельная тепло­емкость воды 4200 Дж/(кг • К).

1) 295 К 2) 300 К 3) 310 К 4) 320 К

А42

КПД тепловой машины равен 20%. Чему будет примерно равен КПД, если потери тепла уменьшить в 2,5 раза?

1)70% 2) ) 60% 3) )50% 4) )40%

А43

Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы отдает холодильнику количество теплоты, равное 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя.

1) 600 Дж 2) 250 Дж 3) 150 Дж 4) 60 Дж


Задания с кратким ответом

В1.

В вертикальном цилиндре находится газ под поршнем при температуре 400 К. Масса поршня 4 кг, площадь его
0,004 м². Какой массы груз надо положить на поршень, что­ бы он остался на месте при медленном нагревании газа на
100 К? Атмосферное давление 10⁵ Па.


В2

Через какое время прекратится утечка воздуха из проко­лотой шины автомобиля, если через отверстие в среднем за 1 секунду выходит 10^-3 кг воздуха. Начальное давление 5 • 10⁵ Па, объем шины 8,31 • 10^-3 м³, температура воздуха
290 К, молярная масса воздуха 0,029 кг/моль. Атмосфер­ное давление 10⁵ Па.


В3

Относительная влажность воздуха объемом 1 м³ при 293 К равна 60%. Сколько надо испарить в этот объем воды до
полного насыщения пара, если давление насыщенного па­ра при 293 К равно 2493 Па, а молярная масса воды 0,018 кг/моль?


В4

Кислород (М = 0,032 кг/моль) массой 20 г, находящийся при температуре 640 К, сначала изохорно охлаждают так, что его давление падает в 2 раза, а затем изобарно расши­ряют до первоначальной температуры. Какую работу со­вершит газ в результате этого процесса?


В5

В узкой стеклянной трубке, запаянной с одного конца и расположенной вертикально отверстием вниз, заперт воздух столбиком ртути высотой h = 4 см. При переворачивании трубки на 180° длина воздушного пространства в труб­ке изменяется на = 0,3 см. Определите первоначаль­ную длину воздуха в трубке, если атмосферное давление р₀ = 10⁵ Па, температура воздуха постоянна, плотность ртути =-13 600 кг/м³. Ответ дайте в сантиметрах и округлите до целого значения.


В6

Определите температуру идеального газа в состоянии 2 (см.рис. 24), если состояния 2 и 4 лежат на одной изотерме
а температуры в состояниях 1 и 3 равны соответственно T₁ = 240 К и T ₃ = 540 К.


В7

Некоторое количество воздуха нагревается при постоянном давлении от температуры

Т₁ = 288 К до Т₂ = 338 К, погло­щая при этом Q ₁ = 0,5 кДж теплоты. Нагревание воздуха при

постоянном объеме при тех же начальной и конечной температурах требует затрат Q2 = 0,35 кДж.

Чему равен объем воздуха при температуре Т₁ и давлении р = 2•10⁵ Па? Ответ приведите в см³.


Молекулярно-кинетическая теория.

Термодинамика.


Продолжение. Подготовка к ЕГЭ.


B8

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 кг кислорода. При повышении температуры кислорода на 5 К его внутренняя энергия увеличилась на 6570 Дж. Найдите отношение удельных теплоемкостей газа для двух случаев: а) поршень не закреплен; б) поршень закреплен. Ответ округлите до двух значащих чисел и умножьте на 10.


В9

При какой скорости свинцовая пуля, ударившись о перегородку, расплавится? Температура пули до удара 303 К. Считать, что при ударе 48,8% механической энергии пули идет на изменение ее внутренней энергии. Температу­ра плавления свинца 603 К, удельная теплота плавления свинца _св = 2,5 • 10⁴ Дж/кг, удельная теплоемкость свинца с_св = 120Дж/(кг•К).


В10

Две свинцовые пули одинаковой массы летят по взаим­но перпендикулярным направлениям со скоростью = 260 м/с каждая. На сколько изменится температура пуль после абсолютно неупругого соударения? До удара темпе­ратура пуль была одинакова, c_св = 130 Дж/(кг • К).


В11

В калориметре теплоемкостью 1,18 • 10³ Дж/К находится 2 кг мокрого снега. После того как в калориметр впустили 0,1 кг пара, в нем установилась температура 283 К. Сколько воды было в снеге? Ответ приведите в граммах.


В12

По гвоздю массой m = 50 г ударяют n = 6 раз молотком массой М = 0,5 кг. Скорость молотка перед ударом 12 м/с. На сколько нагреется гвоздь, если все выделивше­еся тепло при ударах пошло на его нагревание? Удельная теплоемкость материала, из которого изготовлен гвоздь, с = 460 Дж/кг • К. Ответ округлите до целых.


Задания с развернутым ответом


С1

Теплоизолированный сосуд объемом V = 1 м³ разделен перегородкой на две равные части. В одной из частей нахо­дится гелий массой m₁ = 0,3 кг (М₁= 0,004 кг/моль), в другой — m ₂ = 0,6 кг аргона (М₂ = 0,040 кг/моль). Сред­няя квадратичная скорость молекул обоих газов составля­ет ₁= 300 м/с и ₂ = 400 м/с. Рассчитайте парциальное давления аргона в сосуде после удаления перегородки.


С2

Неон массой m = 200 г переводится из начального состо­яния 1 в конечное состояние 4, как показано на Р-Т диа­грамме (рис. 25). Определите подведенное к газу количе­ство теплоты в процессе 1-2-3-4, если разность конечной и начальной температур равна Т₄-Т₁ =T = 100 К. Мо­лярная масса неона М = 0,02 кг/моль.


С3

Теплоизолированный сосуд объемом 1 литр разделен пористой перегородкой на две равные части. Атомы гелия могут свободно проникать через поры в перегородке, а атомы аргона нет. В начальный момент в одной части сосуда на­ходятся

два моля гелия (₁ = 2 моль, М₁= 0,004 кг/моль),а в другой — один моль аргона (₂= 1 моль, М₂ = 0,040 кг/моль).

Температура гелия Т₁ = 300 К, темпера­тура аргона Т₂ = 600 К. Определите среднеквадратичную скорость атомов аргона после установления равновесия в системе.


С4

В цилиндре тепловой машины находится 1 моль одноатом­ного идеального газа. Определите КПД тепловой машины,

если изменение состояния газа в цилиндре определяется по циклу, показанному на рис. 26.





C5

Найдите КПД цикла (см. рис. 27), совершаемого одним мо­лем идеального одноатомного газа. Известны Т₁,Т₂,Т₃ и Т ₄


С6

Под тяжёлый тонкий поршень, скользящий без трения вну­три откачанного цилиндра, вводится смесь водорода (M₁ = 0,002 кг/моль) и гелия (М₂ = 0,004 кг/моль), при этом поршень располагается посередине цилиндра. Через неко­торое время поршень смещается вниз, так как его матери­ал оказывается проницаемым только для гелия. Положе­ние равновесия поршня оказалось на высоты цилиндра. Определите массу гелия, если водорода в смеси m₁ = 2 г.

С7

Цилиндр сечением S = 30 см² закрыт тяжелым поршнем. При подъеме сосуда с ускорением a = 3g объем газа под поршнем уменьшается в n = 1,5 раза. Найдите массу поршня, считая температуру газа постоянной. Атмосферное давление

P₀ = 10⁵ Па.


С8

Сколько ходов должен сделать компрессор, чтобы увели­чить давление в сосуде от атмосферного P₀= 10⁵Па до P =3· 10⁵Па, если объем рабочего резервуара компрессора в = 10 раз меньше объема сосуда? Забор воздуха производится из атмосферы. Изменением температуры пренебречь.


С9

Некоторое количество воздуха нагревается при постоянном давлении от температуры t₁ = 15°C до t₂= 65°C, поглощая

при этом Q₁ = 5 Дж теплоты. Нагревание воздуха при по­стоянном объеме при тех же начальной и конечной темпе­ратурах требует затрат Q₂ = 3,5 кДж. Каков объем воздуха при температуре t₁ = 15° С и давлении P =2· 10⁵Па Па?


С10

В двух сосудах объемами V₁ = 1л иV₂ = 2л содержится один и тот же газ с одинаковой концентрацией молекул. В первом сосуде температура Т₁ = 300 К, во втором — Т₂ = 350 К. Какая установится температура, если сосуды привести в тепловой контакт?