«Шаги познания физики». МКТ. Термодинамика. 2013

«Шаги познания физики». МКТ. Термодинамика. 2013.

Место проведения _____________________________________________Класс__________

Фамилия участника___________________________Имя_____________________________

Отчество____________________________Школа, в которой учится участник___________

_____________________________________________________________________________

Телефон участника________________________E-mail_______________________________

Таблица ответов.

1 задача.
1
2
3
4
5
2 задача.
1
2
3
4
5
3 задача.
1
2
3
4
5
4 задача.
1
2
3
4
5
5 задача.
1
2
3
4
5

Памятка участнику физической олимпиады.

На странице для ответов подпишите работу ПЕЧАТНЫМИ буквами.

Уважаемый участник, перед Вами задачи второго этапа физической олимпиады «Шаги познания физики». Олимпиада проводится в четыре этапа: «Механика.» – для учащихся 10-11 классов; «Молекулярно-кинетическая теория. Термодинамика.» – для учащихся 10-11 классов; «Электродинамика.» – для учащихся 11 классов; «Колебания. Волны. Оптика.» – для учащихся 11 классов. Итог Олимпиады подводится по сумме четырёх этапов. Этап олимпиады содержит 5 задач, в каждой – 5 вопросов. Правильный ответ на любой вопрос оценивается в 5 баллов, поэтому за задачу можно получить до 25 баллов. Ваш результат суммируется по 4 лучшим задачам, т. е. за этап можно получить до 100 баллов. Время выполнения задания 3 часа.

Решения заданий оформлять не нужно. Полученные ответы вносите в таблицу. Параметр, который надо найти в вопросе задачи, можно считать известным для всех последующих вопросов (даже если Вы не ответили на этот вопрос). На олимпиаде можно пользоваться калькулятором. Сотовый телефон на олимпиаде необходимо отключить.

Задания олимпиады, возможные ответы к ним и результаты проверки будут опубликованы на сайтах Пензенского государственного университета и ГБОУ ПО «Губернского лицея-интерната для одарённых детей». Удачи!

http://*****/index/shagi_poznanija_fiziki/0-272

«Шаги познания физики». МКТ. Термодинамика. 2013.

Задача 1.

В неподвижном сосуде при температуре Т находятся два газа с молярными массами М1 и М2. Давление смеси р, а её плотность .

1)  Найдите среднюю молярную массу смеси.

2)  Найдите среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной из молекул первого газа.

3)  Найдите плотность первого газа.

4)  Найдите парциальное давление второго газа.

5)  Найдите концентрацию молекул второго газа.

Задача 2.

В герметичном сосуде под поршнем находится водяной пар и небольшое количество жидкой воды. Объём под поршнем может меняться в достаточно широких пределах. Начальное состояние макропараметров пара отмечено точкой в координатных плоскостях pT и pV в таблице ответов. Изобразите графически перечисленные ниже процессы, которые можно провести в сосуде.

1)  Изохорное охлаждение в координатах pT.

2)  Изохорное нагревание в координатах pT.

3)  Изотермическое сжатие в координатах pV.

4)  Изотермическое расширение в координатах pV, если в этом процессе давление пара уменьшилось в 2 раза, а объём в 3 раза увеличился.

5)  Найдите относительную влажность в сосуде в конце процесса, описанном в 4 задании.

Задача 3.

В горизонтальной трубке длиной L постоянного сечения S, запаянной с одного конца, заперт жидкостью плотностью столб воздуха при абсолютной температуре Т0. Если воздух в трубке нагреть до абсолютной температуры Т, то вся жидкость вытечет из трубки. Трубку поворачивают на 90о открытым концом вверх, жидкость при этом вниз не протекает и температура поддерживается постоянной. Атмосферное давление , где . Капиллярные эффекты не учитывать.

1)  Найдите длину воздушного столба в горизонтальной трубке.

2)  Сколько частиц газа находится в трубке?

3)  Найдите давление воздуха в трубке в вертикальном положении

4)  Найдите длину воздушного столба в вертикальной трубке.

5)  Найдите максимальную длину столба жидкости, которую можно получить после добавления жидкости в вертикальную трубку.

Задача 4.

В этой задаче во всех ответах нужно указать только числовое значение неизвестной величины, округлённое до целого значения!

В термос, где находится mл=100г льда при температуре tл=–80ОС, впускают четыре раза по m=5г пара при температуре tп=100ОС. Каждое следующее добавление пара происходит после того, как в термосе установится тепловое равновесие.

1)  Найдите температуру в термосе после первого добавления пара.

2)  Найдите температуру в термосе после второго добавления пара.

3)  Найдите температуру в термосе после третьего добавления пара.

4)  Найдите температуру в термосе после четвёртого добавления пара.

5)  Сколько ещё грамм пара надо добавить в термос, чтобы температура в нём стала 100ОС?

Удельная теплоёмкость льда 2100Дж/кг ОС, воды 4200Дж/кг ОС, удельная теплота плавления льда 330кДж/кг, парообразования воды 2,3МДж/кг. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь.

Задача 5.

В этой задаче все ответы нужно записать через известные данные!

На рисунке показан процесс, проведённый над молями одноатомного идеального газа. Абсолютные температуры газа в состояниях 1 и 2 известны и равны Т1 и Т2 соответственно.

1)  Найдите изменение внутренней энергии газа в этом процессе.

2)  Какую работу совершил газ в этом процессе?

3)  Какое количество теплоты получил газ в этом процессе?

4)  Какая часть полученного количества теплоты пошла на совершение работы газом, а какая на изменение его внутренней энергии?

5)  Какими будут ответы на вопрос 4, если в процессе использовать двухатомный газ?