Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №6
Краснодарский край ст. Кущевская
Самоподготовка учащихся 11-ых классов по физике в рамках ЕГЭ по разделу
«Молекулярная физика и тепловые явления»
Выполнила: Учитель второй категории
г.
Молекулярная физика и тепловые явления
Вопрос № 000
Если в сосуде находится смесь двух невзаимодействующих собой газов массами m1 и m2 и молярными массами µ1 и µ2, то масса одного моля такой смеси равна
1)
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
Масса одного моля равна
где m- полная масса смеси газа, ν- полное количество молей смеси газа, учитывая что,
а
где 
– количество первого вещества, 
– соответственно второго, то есть
и
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
При увеличении средней квадратичной скорости молекул идеального газа в два раза и уменьшении концентрации молекул в два раза давление газа
1)увеличится в 4 раза 2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 2 раза 4) увеличится в 8 раз 5) не изменится
Решение:
Давление идеального газа равно:
где n-концентрация молекул в газе, m-масса молекул, <V2>-средняя квадратичная скорость молекулы. Тогда можно записать:
т. е. давление увеличится в два раза. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолютной температуры газа в 4 раза
1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) не изменится
4) увеличится в 2 раза 5) увеличится в 4 раза
Решение:
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа равна:
где k-постоянная Больцмана, T-абсолютная температура газа. Тогда
т. е. энергия увеличится в 2 раза. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Если концентрация молекул первого газа вдвое больше концентрации молекул второго газа, а плотности газов при этом равны, то малярная масса первого µ1 и молярная масса второго µ2 связаны соотношением
1) µ1=4µ2 2) µ1=2µ2 3) µ1=µ2 4) µ1=1/2µ2 5) µ1=1/4µ2
Решение:
Определение плотности:
где µ-молярная масса газа, m0 – масса одной молекулы, NA-число Авогадро, n-концентрация молекул в газе. Тогда
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Количество вещества, находящееся в железной отливке объемом 28·10-3м3, равно (относительная атомная масса железа 56, плотность 7,8кг/м3)
1) 218,4кг,8кг 3) 23,5·1026 молекулмольмоль
Решение:
Количество вещества определяется по формуле
где массу m можно найти как
или
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
При увеличении концентрации молекул в 4 раза давление идеального газа в сосуде не изменилось, то это означает, что средняя квадратичная скорость молекул
1) уменьшилась в 2 раза 2) уменьшилась в 4 раза
3) увеличилась в 2 раза 4) увеличилась в 4 раза
5) уменьшилась в √2 раз
Решение:
Основное уравнение м. к.т.
отсюда
Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолютной температуры газа в 4 раза
1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) не изменится
4) увеличится в 2 раза 5) увеличится в 4 раза
Решение:
Температура газа - это мера средней кинетической энергии молекул
то есть правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Давление P1 кислорода (μ1=32·103кг/моль) и P2 водорода (μ2=2·10-3кг/моль) в двух сосудах при одинаковой концентрации молекул газов в сосудах и одинаковой температуре связаны между собой соотношением
1) P1=16P2 2) P1=32P2 3)P1=P2/16 4) P1= P2/32 5) P1= P2
Согласно основному уравнению м. к.т.
то есть не зависит от молярной массы газа. Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Если в открытом сосуде концентрация молекул газа уменьшилась на 20%, то абсолютная температура этого газа
1) увеличилась в 1.2 раза 2) увеличилась в 1.25
3) увеличилась в 1не изменилась 5) уменьшилась в 1.2 раза
Решение:
Поскольку сосуд открытый то давление не меняется, то есть
отсюда
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Если в открытом сосуде увеличить абсолютную температуру газа на 25%, то концентрация молекул (газ считать идеальным)
1) уменьшится на 25% 2) увеличится на 25%
3) уменьшится на 50% 4) не изменится
5) уменьшится на 20%
Решение:
Поскольку сосуд открытый то давление не меняется, то есть
то есть
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Концентрация молекул идеального газа, давление которого P, молекулярная масса μ, средняя квадратичная скорость молекул V, равна
1) 
2)
3)
4)
5)
Решение:
Согласно основному уравнению м. к.т.
где m - масса одной молекулы, V - ее скорость, <Eĸ> - кинетическая энергия, по определению количества вещества
то есть
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
В процессе 1-2 на диаграмме VT давление
идеального газа (масса газа неизменна)
1) возрастало 2) оставалось неизменным 3) уменьшалось
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Уравнение изобары
где
то есть чем больше давление, тем меньше α, и соответственно ниже проходит изобара, поэтому изобара, проходящая через точку 2, соответствует большему давлению, чем изобара, проходящая через точку 1 (P1<P2).
Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Двумя последовательными процессами в идеальном газе при переходе 1-2-3 на диаграмме VT являются
1) изобарическое нагревание и изотермическое расширение
2) изохорическое нагревание и изотермическое расширение
3) изобарическое охлаждение и изотермическое сжатие
4) изобарическое нагревание и изотермическое сжатие
5) изохорическое охлаждение и изотермическое сжатие
Решение:
На участке 1-2 объем газа не меняется, а температура растет, то есть происходит изохорическое нагревание. На участке 2-3 температура не изменяется, а объем увеличивается, то есть происходит изотермическое расширение. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Если в изохорическом процессе температура идеального газа изменилась от 270С до 900К, то давление газа
1) увеличилось в 2 раза 2) увеличилось в 1,25 раза
3) увеличилось в 9 раз 4) увеличилось в 6 раз
5) увеличилось в 3 раза
Решение:
Уравнение изохоры (V=const)
где P1, P2 – давление газа при температуре (выраженной в градусах Кельвина) T1 и T2 соответственно. Таким образом
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Если перегородку, разделяющую сосуд на две части с объемами V1 и V2, в которых находится один и тот же газ соответственно под давлениями P1 и P2, удалить, то в сосуде установится давление (температуру считать неизменной)
1) 
2) 
3)
4)
5)
Решение:
Для газа, первоначально занимающего объем V1, с учетом того, что температура не меняется, имеем
Аналогично, для газа, занимавшего объем V2
причем установившееся давление P*
окончательно имеем
Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
На диаграмме PV изображены процессы перевода некоторой неизменной массы идеального газа из состояния 1 в состояние 3. Начальная (Т1) и конечная (Т3) температуры газа связаны между собой соотношением
1) Т3=3Т1 2) Т3= 2Т1 3) Т3=Т1/3 4) Т3=Т1/2 5) Т3=Т1
Решение:
Согласно уравнения Менделеева - Клапейрона, для точки 1 имеем
для точки 3
то есть Т3=Т1. Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Если объем пузырька газа, всплывающего со дна открытого водоема на поверхность, увеличится в 4 раза, то глубина водоема приблизительно равна (температуру газа в пузырьке можно считать везде постоянной)
1) 40м 2) 50м 3) 30м 4) 20м 5) 25м
Решение:
Поскольку температура постоянна, то в пузырьке происходит изотермический процесс
где Р1 – давление в водоеме на глубине h, P2 =105Па – давление на поверхности. Давление на глубине можно найти, как P1=P2+ρgh, где ρ- плотность воды. Имеем
то есть
Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Идеальный газ переведен из состояния 1 в состоянии 3 в ходе двух процессов, представленных на диаграмме PT. Объемы газа в состояниях 1 и 3 связаны между собой соотношением
1) V3=2V1/3 2)V3=6V1 3) V3=3V1/2 4)V3=V1/3 5)V3=3V1
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона для точки 1
для точки 3
то есть V1= V3/6. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
В процессе 1-2 на диаграмме PV температура идеального газа (масса газа неизменна)
1) повышается
2) не изменяется
3) понижается
Решение:
Из графика очевидно, что P1> P2 и V1> V2 из уравнения Менделеева-Клапейрона
очевидно, что Т1>Т2. Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Если каждая из точек на диаграмме PT соответствует состоянию одной и той же массы газа, то плотности газов в этих состояниях связаны соотношениями
1)ρ3<ρ2<ρ1
2) ρ3>ρ2>ρ1
3) ρ2>ρ3>ρ1
4) ρ1>ρ3>ρ2
5) ρ3>ρ1>ρ2
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Уравнение изохоры
где
то есть чем больше объем, тем меньше α, и соответственно ниже проходит изохора, поэтому изохора, проходящая через точку 3, соответствует большему объему, чем изохора, проходящая через точку 2, и, большему чем объем при изохорном процессе, график которого проходит через точку 1. (V1<V2<V3). Плотность ρ можно определить, как
то есть чем меньше объем при одной и той же массе, тем больше плотность. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
На диаграмме PV изображены процессы перевода некоторой неизменной массы идеального газа из состояния 1 в состояние 3. Начальная (Т1) и конечная (Т3) температуры газа связаны между собой соотношением
1) Т3=3Т1 2) Т3=2Т1 3) Т3=Т1/3 4) Т3=Т1/2 5) Т3=6Т1
Решение:
Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона, для точки 1 имеем
для точки 3
то есть Т3=3Т1. Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Если в закрытом сосуде, где находится идеальный двух атомный газ, при неизменной температуре половина молекул газа распадется на атомы, то давление газа в сосуде
1) уменьшится в два раза 2) уменьшится в полтора раза
3) увеличится в полтора раза 4) увеличится в два раза
5) останется неизменным
Решение:
Поскольку распадается половина молекул газа, то количество молекул, а следовательно и их концентрация (объем сосуда не изменяется) увеличивается в полтора раза. Согласно основному уравнению М. К.Т.
давление так же должно увеличится в полтора раза. Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
На диаграмме VТ, представлены два процесса изобарического нагревания при одном и том же давлении двух различных масс одного и того же газа. Для масс справедливо соотношение
1) m1>m2 2) m1=m2 3) m1<m2
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
Уравнение изобары
где
то есть чем больше масса m, тем больше α, и соответственно выше проходит изобара, поэтому изобара, проходящая через точку 1, соответствует большей массе, чем изобара, проходящая через точку 2 (m2<m1). Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
При нагревании в открытом сосуде воздуха от 270С до 1270С масса воздуха в сосуде до нагревания m1 и после нагревания m2 связаны между собой соотношениями
1) m2=3m1/4 2) m2=4m1/3 3) m2=0.1m1 4) m2=0.4m1 5) m2=3m1/8
Решение:
Поскольку процесс происходит в открытом сосуде, то P1=P2=P3, объем сосуда не изменен, следовательно V1=V2=V3. Согласно уравнения Менделеева-Клапейрона, для первой температуры имеем
для второй
Поделив первое уравнение на второе, получим
или
Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Для того чтобы плотность идеального газа при неизменном давлении увеличилась в два раза, абсолютную температуру газа следует
1) увеличить в 2 раза 2) увеличить в 4 раза
3) увеличить в √2 раз 4) уменьшить в 2 раза
5) уменьшить в 4 раза
Решение:
согласно уравнению Менделеева-Клапейрона имеем
то есть
то есть температуру, необходимо уменьшить в 2 раза. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
В сосуде объемом V при давлении P и температуре T может находиться ν молей идеального газа, равное (k – постоянная Больцмана, NA – число Авогадро, R- универсальная газовая постоянная)
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
Количество вещества можно определить, как
Уравнение Менделеева-Клапейрона
с учетом того, что R=kNA, имеем
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Если давление идеального газа увеличить в 4 раза, а абсолютную температуру понизить вдвое, то плотность газа
1) увеличится в 8 раз 2) увеличится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза
4) не изменится 5) уменьшится в 2 раза
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона
поделив обе части на VRT и, умножив на μ, с учетом, что
имеем
и
Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Плотность кислорода (μ=32·10-3кг/моль) при температуре t=470С и давлении 8.31Мпа равна (универсальная газовая постоянная R=8.31Дж/моль·К)
1) 10кг/м3 2) 15кг/м3кг/м3кг/м3кг/м3
Решение:
Из решение предыдущей задачи имеем
Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Если в баллоне, в котором находится идеальный газ, давление уменьшилось в 4 раза, а абсолютная температура понизилась вдвое, то это означает, что из баллона выпустили… газа
1) 40% 2)80% 3)50% 4) 20% 5) 25%
Решение:
Уравнение Менделеева-Клапейрона для 1 состояния
для второго состояния, с учетом того, что объем не изменился
поделив второе уравнение на первое, имеем
или
Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Молярная масса вещества в системе СИ имеет размерность
1) кг·моль 2) кг·моль-1 3) кг·м-3 4) кг·м·моль-1 5) кг·м-3·моль
Решение:
Молярная масса вещества – масса одного моля вещества, имеет размерность кг·моль-1. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Постоянная Больцмана k имеет размерность
1) Дж·К 2) Дж·К-1 3) Дж·моль-1·К-1
4) Дж·моль·К 5) Дж·моль-1·К
Решение:
Постоянная Больцмана – коэффициент пропорциональности между температурой и средней кинетической энергией молекулы
имеет размерность Дж·К-1. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Универсальная газовая постоянная R имеет размерность
1) Дж·моль-1·К-1 2) Па·м3·моль·К 3) Дж·моль·К
4) кг·м-3·моль-1·К-1 5) Па·м·моль·К-1
Решение:
Универсальная газовая постоянная – произведение постоянной Больцмана на число Авогадро, имеет размерность Дж·моль-1·К-1. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Изменение температуры на 1000С от 3000С до 4000С по шкале Цельсия соответствует изменению температуры по шкале Кельвина на
1) 373ККККК
Решение:
Температура в градусах Цельсия t0С связана с температурой в гразусах Кельвина соотношением T=t0С+273, то есть ΔT=Δt. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения одной молекулы одноатомного газа определяется выражением
1) 
2) 
3) 
4) 
5)
Решение:
Температура это мера средней кинетической энергии молекул газа
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) имеет вид
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
Уравнение Менделеева-Клапейрона имеет вид
Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Один моль в системе СИ является единицей измерения
1) количества вещества 2) массы 3) молярной массы
4) количество молекул 5) объема
Решение:
Один моль вещества – это количество вещества содержащее NA молекул. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
В процессе кипения воды температура кипящей воды
1) всегда остается постоянной
2) возрастает по мере выкипания воды
3) убывает по мере выкипания воды
4) возрастает или убывает в зависимости от способа подвода тепла
5) изменяется при изменении давления над поверхностью воды
Решение:
Процесс кипения воды – это процесс активного (по всему объему воды) парообразования. Из основного уравнения М. К.Т.
очевидно, что чем больше давление, компенсирующее внешнее, в пузырьке пара, тем выше должна быть его температура. Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов для давления имеет вид
1) 2) 3) 
4) 
5) 
Решение:
Основное уравнение М. К.Т. – уравнение задающее связь между макропараметрами (параметры характеризующие газ в целом, например, давление) и микропараметрами (параметры, характеризующие отдельные частицы, например, температура, как мера средней кинетической энергии молекул). Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Атомы в кристалле находятся на таких расстояниях, на которых
1) силы отталкивания между ними имеют минимальное значение
2) силы притяжения имеют максимальное значение
3) силы притяжения равны силам отталкивания
4) силы притяжения равны нулю и силы отталкивания равны нулю
5) силы притяжения и силы отталкивания имеют минимальное значение
Решение:
Поскольку атомы в кристалле, без учета теплового движения, находятся в покое, то сумма сил действующих на атом равна нулю. Учитывая, что 4) ответ говорит, что атомы в кристалле не взаимодействуют, чего не может быть, правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Формула, представляющая собой математическую запись первого начала термодинамики, имеет вид
1) 
2) 3) 
4) 5)
Решение:
Первое начало термодинамики – закон сохранения энергии имеет вид ΔU=Q+A – изменение внутренней энергии газа ΔU равно количеству переданной ему теплоты Q и совершенной над ним работы[*] A. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Передачу теплоты идеальному газу таким образом, что в любой момент времени переданное количество теплоты равное работе, совершенной газом, осуществляется в … процессе
1) адиабатическом 2) изотермическом 3) изобарическом
4) изохорическом 5) такой процесс не возможен
Решение:
По первому началу термодинамики Q = ΔU +A. Изменение внутренней энергии – изменение механической энергии всех молекул. Если температура – мера кинетической энергии молекул остается постоянной, то внутренняя энергия так же не изменяется, то есть все количество переданной теплоты расходуется на совершение газом работы. Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Если идеальным газом совершается работа против внешних сил таким образом, что в любой момент времени совершенная работа равна изменению внутренней энергии газа, то совершается … процесс
1) адиабатический 2) изотермический 3) изобарический
4) изохорический 5) такой процесс не возможен
Решение:
Согласно первому началу термодинамики Q = ΔU +A. Очевидно, что при Q=0, работа равна изменению внутренней энергии. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Коэффициент полезного действия тепловой машины может быть вычислен по формуле
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
К. п.д. идеальной тепловой машины определяется, как
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Передача теплоты идеальному газу таким образом, что в любой момент времени количество теплоты равно изменению внутренней энергии газа, осуществляется в … процессе
1) адиабатическом 2) изометрическом 3) изобарическом
4) изохорическом 5) такой процесс не возможен
Решение:
Количество теплоты, передаваемое газу, согласно первому началу термодинамики Q = ΔU +A, равно изменению внутренней энергии газа, когда А=0. Учитывая, что объем ΔV=0, имеем, что такая ситуация возможна при V=const. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Удельная теплоемкость вещества имеет размерность
1) Дж·моль·К 2) Дж·моль-1·К-1 3) Дж·кг·К 4) Дж·кг-1·К-1 5) Дж·моль·К-1
Решение:
Удельная теплоемкость – это количество теплоты, которое необходимо передать одному килограмму вещества, чтобы нагреть его на 1К
Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Если над системой внешними силами совершена работа А и системе передано количество теплоты Q, то изменение внутренней энергии ΔU системы равно
1) ΔU=A 2) ΔU=Q 3) ΔU=A+Q 4) ΔU=A-Q 5) ΔU=Q-A
Решение:
Согласно первому началу термодинамики ΔU=Q+A. Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Внутренняя энергия тела может изменяться
1) только при передаче тела некоторого количества теплоты
2) только при совершении над телом механической работы
3) при изменении кинетической и потенциальной энергии тела как целого
4) при передаче телу теплоты и при совершении над ним работы
5) только при изменении агрегатного состояния вещества.
Решение:
Согласно первому началу термодинамики ΔU=Q+A. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Если газу передано 200Дж теплоты и внешние силы совершили над ним работу 200 Дж, то изменение внутренней энергии газа равно
1) 0ДжДжДжДжДж
Решение:
Согласно первому началу термодинамики ΔU=Q+A=400Дж. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Единица размерности удельной теплоты плавления в системе СИ, выраженная через основные единицы системы, имеет вид
1) м2·с-2 2) кг·м2·с-2·К 3) кг·м2·К-1
4) м·с2·К-1 5) кг·м·с-2·К-1
Решение:
Удельная теплота плавления – это количество теплоты, которое необходимо подвести к одному килограмму вещества, находящегося при температуре плавления, чтобы расплавить его, имеет размерность Дж·кг-1, в свою очередь джоуль можно расписать, как кг·м2·с-2, то есть удельная теплота плавления имеет размерность м2·с-2. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Количество теплоты, необходимое для того, чтобы при изотермическом расширении газ совершил работу 10Дж, равно
1) 5ДжДж 3) 7/3Дж 4) 10дж 5) 10/3Дж
Решение:
При изотермическом расширении первое начало термодинамики можно записать, Q=А. Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Если газу передано 5Дж теплоты и при этом газ совершил работу 10Дж, то изменение внутренней энергии газа равно
1) -5ДжДж 4) 15ДжДж
Решение:
По первому закону термодинамики Q= ΔU +A, то есть ΔU=Q-А=-5Дж. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Если для нагревания идеального газа массы m с молярной массой μ на ∆Т при постоянном давлении потребовалось Qр теплоты, то при нагревании этого газа на то же ∆Т при постоянном объеме Qν теплоты, равное
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
При изохорном процессе первое начало термодинамики записывается, как Qν=∆U, а при изобарном Qр=∆U+A, где A=Р∆V. Из уравнения Менделеева-Клапейрона, учитывая, что давление постоянно, имеем
и
то есть
соответственно
Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Температура одного моля идеального одноатомного газа, совершившего работу 249.3Дж (универсальная газовая постоянная R=8.31Дж·моль-1·К-1)
1) уменьшилась на 20К 2) возросла на 20К 3) осталась неизменной
4) уменьшилась на 30К 5) уменьшилась на 60К
Решение:
В случае идеального одноатомного газа его внутреннюю энергию можно считать, как кинетическую энергию всех молекул
N – количество молекул, содержащихся в газе, <E> - средняя кинетическая энергия одной молекулы. Согласно первому началу термодинамики при адиабатном процессе работа газа совершается за счет изменения внутренней энергии, то есть
учитывая, что для одного моля вещества N=NA и R= NA·k, имеем
окончательно
знак « - « означает, что температура убывает. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Результирующее изменение внутренней энергии идеального газа, как рабочего тела тепловой машины за один цикл, в котором газ получает от нагревателя количество теплоты Q1, отдает холодильнику Q2 и совершает работу А, равно
1) Q1-Q2+А 2) Q1-Q2 Q1+Q2-А 5) А-(Q1-Q2)
Решение:
На участке цикла, где газ получает тепло ∆U1=Q1-А1, на участке, где газ отдает тепло ∆U2=-Q2-A2 (А1 и А2 – работы на соответствующих участках). Учитывая, что ∆U=∆U1+∆U2 и А=А1-А2, имеем ∆U=Q1-Q2-А=-(А-(Q1-Q2)). Правильный ответ 5)[†].
Вопрос № 000
На изменение внутренней энергии при изобарическом нагревании одноатомного газа идет … процентов полученного газом количества теплоты
1)4)
Решение:
В случае идеального одноатомного газа его внутреннюю энергию можно считать, как кинетическую энергию всех молекул
N – количество молекул, содержащихся в газе, <E> - средняя кинетическая энергия одной молекулы. При изобарном процессе первое начало термодинамики записывается, как Qр=∆U+A, где А=Р∆V. Из уравнения Менделеева-Клапейрона, учитывая, что давление постоянно, имеем
и
то есть, отнимая первое уравнение от второго
Учитывая, что
имеем
и
поделив ∆U на Q, получим
Правильный ответ 5).
Вопрос № 000
Количество молей идеального газа, который при изобарическом нагревании на 100К совершил работу 16.6кДж, равно (универсальная газовая постоянная R=8.31Дж·моль-1·К-1)
1)
Решение:
Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что для изобарического процесса
с учетом того, что А=Р∆V, имеем
Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Максимальную внутреннюю энергию идеальный газ имеет в состоянии, соответствующим на диаграмме PV точке
1
4
Решение:
Внутренняя энергия – есть функция от температуры, которая является средней кинетической энергии молекул, то есть чем больше температура, тем больше внутренняя энергия газа. Из уравнения Менделеева-Клапейрона
следует, что температура максимальна в точке 3 (максимальное давление P и объем V). Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
Работа, совершаемая тепловой машиной, имеющей коэффициент полезного действия 0.7 и отдающая за один цикл холодильнику 300Дж теплоты, равна за один цикл
1) 700ДжДжДжДжДж
Решение:
К. п.д. тепловой машины
здесь Qн – количество теплоты, переданное от нагревателя к рабочему телу, Qх – количество теплоты, переданное от рабочего тела к холодильнику, А – работа, совершенная за цикл. Очевидно, что
а
то есть
Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Если температура нагревателя идеальной тепловой машины 2220С, а температура холодильника 270С, то газ в машине отдает холодильнику … теплоты, полученной от нагревателя
1) 40% 2) 60% 3) 40% 4) 80% 5) 30%
Решение:
К. п.д. идеальной тепловой машины
с другой стороны для любой тепловой машины
то есть
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Максимально возможное к. п.д. тепловой машины, у которой температура нагреваС, а холодильника 270С, равно
1) 5% 2) 50% 3) 62% 4) 75% 5) 92%
Решение:
К. п.д. любой тепловой машины не может превышать к. п.д. идеальной тепловой машины, имеющей ту же температуру нагревателя и холодильника, следовательно
Правильный ответ 2).
Вопрос № 000
Если смешать в калориметре равные массы двух жидкостей, имеющих различные удельные теплоемкости (с2=2с1) и разные температуры (Т1=2Т2), то температура смеси будет равна
1) 3Т1/4 2) 4Т1/5 3) 5Т1/8 4) 2Т1/3 5) 3Т1/8
Решение:
На основании того, что количество теплоты, отданное первой жидкостью, равно количеству теплоты, принятому второй, составим уравнение теплового баланса. Обозначив установившуюся температуру – T, а массу жидкостей – m, имеем
или
откуда
Правильный ответ 4).
Вопрос № 000
Если в идеальной тепловой машине, абсолютная температура холодильника которой вдвое меньше температуры нагревателя, не меняя температуры нагревателя, температуру холодильника понизить вдвое, то к. п.д. машины увеличится в … раз
1) 3/2/3 5) 5/2
Решение:
Пусть начальная температура холодильника Т1, температура нагревателя Тн, конечная температура холодильника Т2, причем
К. п.д. идеальной тепловой машины в первом случае
во втором случае
Очевидно, что к. п.д. во втором случае в полтора раза больше, чем в первом. Правильный ответ 1).
Вопрос № 000
Полезная мощность идеальной тепловой машины, в которой рабочим веществом является газ с начальной температурой 700К, температура отработанного газа 350К и от нагревателя к рабочему веществу поступает 120кДж в минуту, равна
1) 2кВт 2) 1,5кВт 3) 1кВт 4) 0,5кВт 5) 2,5кВт
Решение:
Полезная мощность Рп определяется, как
где Рз – затраченная мощность, которую в сою очередь можно определить, как
где Q – энергия подводимая за время t=60с. К. п.д. η же определяется
где Тн и Тх – температура соответственно нагревателя и холодильника. Окончательно
Правильный ответ 3).
Вопрос № 000
К. п.д. двигателя автомобиля, который при скорости V развивает силу тяги F, расходуя при этом за время t массу m бензина (теплотворная способность бензина q), равен
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
Решение:
К. п.д. η можно определить, как отношение полезной мощности Pn к затраченной Pз, причем
а
то есть
Правильный ответ 2).
[*] Возможна запись первого начала термодинамики Q = ΔU +A – количество переданной газу теплоты Q идет на изменение внутренней энергии газа ΔU и совершение этим газом работы А
[†]в условии не сказано, что цикл замкнутый, поэтому нельзя считать, что изменение внутренней энергии равно 0.
