2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

32
2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
2.1. Основы МКТ
208. Одним из подтверждений положения молекулярно-кинетической теории строения
вещества о том, что частицы вещества хаотично движутся, может служить
А. возможность испарения жидкости при любой температуре.
Б. зависимость давления столба жидкости от глубины.
В. выталкивание из жидкости погруженных в нее тел.
Какие из утверждений правильны?
1) только А
3) только А и Б
2) только Б
4) только Б и В
209. Броуновским движением называется
1) упорядоченное движение слоев жидкости (или газа)
2) упорядоченное движение твердых частиц вещества, взвешенных в жидкости
(или газе)
3) конвекционное движение слоев жидкости при ее нагревании
4) хаотическое движение твердых частиц вещества, взвешенных в жидкости (или
газе)
210. Дым представляет собой частицы сажи, взвешенные в воздухе. Твердые частицы сажи
долго не падают вниз потому, что
1) частицы сажи совершают броуновское движение в воздухе
2) температура частиц сажи всегда выше температуры воздуха
3) воздух выталкивает их вверх согласно закону Архимеда
4) Земля не притягивает столь мелкие частицы
211. Какое из утверждений правильно?
А. Диффузия наблюдается только в газах и жидкостях.
Б. Диффузия наблюдается только в твердых телах.
В. Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твердых телах.
1) А
3) В
2) Б
4) ни А, ни Б, ни В
212. В сосуде содержится 121023 молекул водорода. Это число молекул соответствует
количеству вещества
1) 0,8 моль
2) 2 моль
3) 8 моль
4) 12 моль
213. Сколько атомов содержится в 80 г неона:
1) 16  1025 ; 2) 6  1023 ; 3) 24  1023 ; 4) 4  1023
214. В сосуде находится смесь двух газов: 41023 молекул кислорода и 321023 молекул
водорода. Каково отношение  O 2 :  H 2 количеств вещества этих газов?
1)
1
2)
2
3)
1/2
4)
1/8
215. В газах при нормальных условиях среднее расстояние между молекулами:
1) примерно равно диаметру молекулы;
2) меньше диаметра молекулы;
3) примерно в 10 раз больше диаметра молекулы;
4) зависит от температуры газа.
33
216. Воздух в комнате состоит из смеси газов: водорода, кислорода, азота, водяных паров,
углекислого газа и др. При тепловом равновесии у всех этих газов одинаковое (-ая)
1) давление
3) концентрация молекул
2) температура
4) теплоемкость
217. Тело А находится в тепловом равновесии с телом С, а тело В не находится в
тепловом равновесии с телом С. Найдите верное утверждение.
1) температуры тел А и В одинаковы
2) температуры тел А, С и В одинаковы
3) тела А и В находятся в тепловом равновесии
4) температуры тел А и В не одинаковы
218. Абсолютная температура тела равна 300 К. По шкале Цельсия она равна
1) – 27С
2)
3)
4) 573С
27С
300С
219. Температуру твердого тела понизили на 10 °С. По абсолютной шкале температур это
изменение составило:
1) 283 К; 2) 263 К; 3) 10 К; 4) 0 К.
220. Наименьшая упорядоченность в расположении частиц характерна для
1) кристаллических тел 3) жидкостей 2) аморфных тел 4) газов
221. Какая-либо упорядоченность в расположении частиц вещества отсутствует. Это
утверждение соответствует модели
1) только газа
3) только твердого тела
2) только жидкости 4) газа, жидкости и твердого тела
222. В процессе перехода вещества из жидкого состояния в кристаллическое
1) существенно увеличивается расстояние между его молекулами
2) молекулы начинают притягиваться друг к другу
3) существенно увеличивается упорядоченность в расположении его молекул
4) существенно уменьшается расстояние между его молекулами
223. Иногда аморфное тело превращается в кристаллическое. При этом
1) существенно уменьшается расстояние между частицами вещества
2) частицы вещества перестают хаотично двигаться
3) увеличивается упорядоченность в расположении частиц вещества
4) существенно увеличивается расстояние между частицами вещества
224. Какие частицы находятся в узлах решетки металла?
1) нейтральные атомы
3) отрицательные ионы
2) электроны
4) положительные ионы
2.2. Газовые законы
225. На рисунке приведен график зависимости давления
некоторой массы идеального газа от температуры при постоянном
объеме. Какая точка на горизонтальной оси соответствует
абсолютному нулю температуры?
A
1) А 2) В
3) С 4) на графике нет соответствующей точки
р
B
0
C
D t,C
34
226. При постоянной температуре давление идеального газа уменьшилось в 9 раз. При
этом объем газа
1) увеличился в 9 раз
3) увеличился в 3 раза
2) уменьшился в 9 раз
4) уменьшился в 3 раза
, кг/м3
227. Плотность идеального газа меняется с течением
3,9
времени так, как показано на рисунке. Температура газа
при этом постоянна. Во сколько раз давление газа при
2,6
максимальной плотности больше, чем при минимальной?
1) 0,3 2) 1,5 3) 3 4) 9
1,3
228. При температуре T0 и давлении p0 1 моль
идеального газа занимает объем V0. Каков объем 2 моль
газа при том же давлении p0 и температуре 2T0?
1) 4V0
2) 2V0
3) V0
229. На рисунке показан график процесса,
проведенного над 1 молем идеального газа.
Найдите отношение температур
T2
.
T1
2) 5
3) 3
t, мин
40
4) 8V0
3
3р0
2
2р0
4) 15
20
р
р0
1) 6
0
1
0
V0 2V0 3V0 4V0 5V0 V
230. В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Как
Т
изменится объем газа, если он перейдет из состояния 1 в состояние 2
1
(см. рисунок)?
2
1) V 2 =2V1 2) V 2 = 4 V1 3) V 2 = 3 V1 4) V 2 = 8 V1
3
8
3
0
231. В резервуаре находится 20 кг азота при температуре 300 К и давлении 105 Па. Каков
объем резервуара?
1) 17,8 м3
2) 1,810–2 м3
3) 35,6 м3
4) 3,610–2 м3
232. 3 моль водорода находятся в сосуде при комнатной температуре и давлении р. Каким
будет давление 3 моль кислорода в том же сосуде и при той же температуре? (Газы считать
идеальными.)
1) р
2) 8р
3) 16р
4)  1 16  p
233. 3 моль водорода находятся в сосуде при температуре Т. Какова температура 3 моль
кислорода в сосуде того же объема и при том же давлении? (Водород и кислород считать
идеальными газами.)
1) 16Т
2) 8Т
3) 4Т
4) Т
234. В сосуде неизменного объема находится идеальный газ в количестве 2 моль. Как надо
изменить абсолютную температуру сосуда с газом после добавления в сосуд еще одного
моля газа, чтобы давление газа на стенки сосуда увеличилось в 3 раза?
р
35
1) уменьшить в 3 раза 2) увеличить в 3 раза
3) уменьшить в 2 раза 4) увеличить в 2 раза
235. В сосуде неизменного объема находится идеальный газ в количестве 2 моль. Как надо
изменить абсолютную температуру сосуда с газом после выпуска из сосуда 1 моль газа,
чтобы давление газа на стенки сосуда увеличилось в 2 раза?
1) увеличить в 2 раза 2) увеличить в 4 раза
3) уменьшить в 2 раза 4) уменьшить в 4 раза
236. Из стеклянного сосуда стали выпускать сжатый воздух, одновременно охлаждая сосуд.
При этом температура воздуха упала вдвое, а его давление уменьшилось в 3 раза. Масса
воздуха в сосуде уменьшилась в
1) 2 раза
2) 3 раза
3) 6 раз
4) 1,5 раза
237. В одном из опытов стали нагревать воздух в сосуде постоянного объема. При этом
температура воздуха в сосуде повысилась в 3 раза, а его давление возросло в 2 раза.
Оказалось, что кран у сосуда был закрыт плохо, и через него просачивался воздух. Во
сколько раз изменилась масса воздуха в сосуде?
1) увеличилась в 6 раз
3) увеличилась в 1,5 раза
2) уменьшилась в 6 раз
4) уменьшилась в 1,5 раза
238. На рисунке показаны графики четырех процессов изменения
состояния идеального газа. Изотермическим расширением
является процесс
1)
2)
3)
4)
а
б
в
г
г
в
б
а
0
239. На рисунке показаны графики четырех процессов изменения
состояния идеального газа. Изобарным охлаждением является
процесс
1) а
2) б
р
Т
V
г
3) в
4) г
в
б
а
240. На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным
газом. Изобарному нагреванию соответствует участок
1) АВ
3) СD
2) ВС
4) DА
0
Т
V
B
A
D
0
C
Т
36
241. Один моль разреженного газа сначала изотермически сжимали, а затем изохорно
нагревали. На каком из рисунков изображен график этих процессов?
1)
2)
p
0
V
3)
p
0
T
4)
V
0
V
0
Т
T
242. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление
уменьшалось при постоянном объеме, затем при постоянной температуре объем газа
уменьшился до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях p–V
соответствует этим изменениям состояния газа?
1) p
2) p
3) p
4) p
0
V
0
V
0
0
V
243. Постоянная масса идеального газа участвует в процессе,
показанном на рисунке. Наибольшее давление газа в процессе
достигается
V
T
1
2
1) в точке 1
3) в точке 3
2) на всем отрезке 1–2 4) на всем отрезке 2–3
3
0
244. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ.
На рисунке показана зависимость давления газа от
температуры при изменении его состояния. Какому состоянию
газа соответствует наибольший его объем?
1) А 2) В 3) С 4) D
V
р
D
A
B
C
0
245. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ.
На рисунке изображена зависимость объема газа от температуры. В каком состоянии давление газа наибольшее?
1) А 2) В 3) С 4) D
Т
V
D
A
B
C
0
246. В сосуде находится идеальный газ, массу которого
изменяют. На диаграмме (см. рисунок) показан процесс
изохорного изменения состояния газа. В какой из точек
диаграммы масса газа наибольшая?
1) А
2) В 3) С
4) D
Т
р
D
A
B
0
C
Т
37
247. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ.
Процесс изменения состояния газа показан на диаграмме (см.
рисунок). Как менялся объем газа при его переходе из
состояния А в состояние В?
1) все время увеличивался
2) все время уменьшался
3) сначала увеличивался, затем уменьшался
4) сначала уменьшался, затем увеличивался
р
А
В
0
248. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ.
Процесс изменения состояния газа показан на диаграмме (см.
рисунок). Как менялся объем газа при его переходе из состояния А
в состояние В?
1) все время увеличивался
2) все время уменьшался
3) сначала увеличивался, затем уменьшался
4) сначала уменьшался, затем увеличивался
Т
р
A
B
0
249. На VT-диаграмме представлена зависимость объема идеального газа
постоянной массы от абсолютной температуры. Как изменяется давление
в процессе 1–2–3?
1) на участках 1–2 и 2–3 увеличивается
2) на участках 1–2 и 2–3 уменьшается
3) на участке 1–2 уменьшается, на участке 2–3 остается неизменным
4) на участке 1–2 не изменяется, на участке 2–3 увеличивается
250. На графике показана зависимость давления от
концентрации для двух идеальных газов при фиксированных
температурах. Отношение температур T1 T2 этих газов
равно
1) 1
2)
2
3) 0,5 4)
2
р
Т
3
V
2
1
0
T
1
2
0
n
251. (В) Идеальный газ изотермически сжали из состояния с объемом 6 л так, что
давление газа изменилось в n = 3 раза. На сколько уменьшился объем газа в этом
процессе? Ответ выразите в литрах.
252. (В) С идеальным газом происходит изобарный процесс, в котором для увеличения
объема газа на 150 дм3 его температуру увеличивают в 2 раза. Масса газа постоянна.
Каким был первоначальный объем газа? Ответ выразите в дм3.
253. (В) Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на
Т = 240 К, а давление – в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Найдите начальную
температуру газа по шкале Кельвина.
254. (В) Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0,09 моль находится в равновесии в
вертикальном цилиндре под поршнем массой m = 5 кг и площадью S = 25 см2. Трение
между поршнем и стенками цилиндра отсутствует. Внешнее атмосферное давление
38
р0 = 105 Па. В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см. На
сколько увеличилась температура газа? Ответ в кельвинах округлите до целых.
255. (В) Атмосфера Венеры состоит в основном из двуокиси углерода с молярной массой
МВ = 4410–3 кг/моль, имеет температуру (у поверхности) около 700 К и давление 90
земных атмосфер. Для атмосферы Земли температура у поверхности близка к 300 К.
Каково отношение плотностей атмосфер у поверхностей Венеры и Земли? Ответ
округлите до целых.
256. (С) Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и содержит
100 кг гелия. Какой груз он может удерживать в воздухе на высоте, где температура
воздуха 17ºС, а давление 105 Па? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления
изменению объема шара.
257. (С) Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу
отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. До какой минимальной
температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел вместе с грузом (корзиной
и воздухоплавателем) массой 200 кг? Температура окружающего воздуха 7С, его
плотность 1,2 кг/м3. Оболочку шара считать нерастяжимой.
258. (С) Воздушный шар, оболочка которого имеет массу М = 145 кг и объем V = 230 м3,
наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении и температуре
окружающего воздуха t0 = 0оС. Какую минимальную температуру t должен иметь воздух
внутри оболочки, чтобы шар начал подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в
нижней части небольшое отверстие.
259. (С) Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр
которого имеет массу 1 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 105 Па.
Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя.
Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0оС. (Площадь сферы
S = 4r2, объем шара V =
4 3
r .)
3
260. (С) В понтон, лежащий на дне моря, закачивается сверху
воздух. Вода вытесняется из понтона через нижнее отверстие (см.
рисунок), и когда объем воздуха в понтоне достигает 28 м3, понтон
всплывает вместе с прикрепленным к нему грузом. В момент
начала подъема расстояние от поверхности воды в понтоне до
поверхности воды в море равно 73,1 м. Масса оболочки понтона
2710 кг. Определите массу поднимаемого груза. Температура воды
равна 7С, атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па.
Объемом груза и стенок понтона пренебречь.
воздух
261. (С) В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного
конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от
атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на 60 К.
При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Давление атмосферы в
лаборатории – 750 мм рт.ст. Какова температура воздуха в лаборатории?
39
262. (С) Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический
сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н
на две части, в каждой из которых содержится одинаковое
количество идеального газа при температуре 361 К. Сколько
молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень
находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня
пренебречь.
263. (С) В цилиндр объемом 0,5 м3 насосом закачивается
А
В
воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра
есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном.
Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем,
который может свободно поворачиваться вокруг оси в
точке А (см. рисунок). К свободному концу стержня
подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через 580 с работы насоса, если в
начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному.
Площадь закрытого клапаном отверстия 510–4 м2, расстояние АВ равно 0,1 м.
Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите длину
стержня, если его считать невесомым.
264. (С) Газ с температурой Т = 300 К и давлением р = 2·105 Па находится в
цилиндрическом сосуде с сечением S = 0,1 м2 под невесомым поршнем,
который удерживается пружиной с жесткостью k = 1,5∙104 Н/м на высоте
h = 2 м над дном сосуда (см. рис.). Температуру газа увеличили на
Т = 15 К. Чему равно при этом смещение поршня h?
k
h
S
2.3. Основы термодинамики
265. Четыре металлических бруска положили вплотную друг к другу, как
показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от
бруска к бруску. Температуры брусков в данный момент 100С, 80С, 60С,
40С. Температуру 60С имеет брусок
1) A
2) B
3) C
4) D
p
T
A
B
D
266. Как изменяется внутренняя энергия тела при увеличении температуры?
1) увеличивается
2) уменьшается
3) у газообразных тел увеличивается, у жидких и твердых тел не изменяется
4) у газообразных тел не изменяется, у жидких и твердых тел увеличивается
267. В металлическом стержне теплопередача осуществляется преимущественно путем
1) излучения
3) теплопроводности
2) конвекции
4) излучения и конвекции
C
40
268. Металлический стержень нагревают, поместив один его
конец в пламя (см. рисунок). Через некоторое время температура
металла в точке А повышается. Это можно объяснить передачей
энергии от места нагревания в точку А
1) в основном путем теплопроводности
2) путем конвекции и теплопроводности
3) в основном путем лучистого теплообмена
4) путем теплопроводности, конвекции и лучистого
теплообмена примерно в равной мере
А
269. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 100 г свинца от 300 К до 320 К?
1) 390 Дж
2) 26 кДж
3) 260 Дж
4) 390 кДж
270. На нагревание текстолитовой пластинки массой 0,2 кг от 30С до 90С потребовалось
затратить 18 кДж энергии. Какова удельная теплоёмкость текстолита?
1) 0,75 кДж/(кгК)
3) 1,5 кДж/(кгК)
2) 1 кДж/(кгК)
4) 3 кДж/(кгК)
271. На рисунке приведен график зависимости
температуры твердого тела от отданного им количества
теплоты. Масса тела 4 кг. Какова удельная теплоемкость
вещества этого тела?
1) 0,002 Дж/(кгК)
2) 0,5 Дж/(кгК)
3) 500 Дж/(кгК)
4) 40000 Дж/(кгК)
T, K
400
300
200
0
100 200
Q, кДж
272. Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж, и внутренняя энергия газа
увеличилась на 100 Дж. При этом
1) газ совершил работу 400 Дж 3) над газом совершили работу 400 Дж
2) газ совершил работу 200 Дж 4) над газом совершили работу 100 Дж
273. Газ в сосуде сжали, совершив работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом
увеличилась на 25 Дж. Следовательно, газ
1) получил извне количество теплоты, равное 5 Дж
2) отдал окружающей среде количество теплоты, равное 5 Дж
3) получил извне количество теплоты, равное 55 Дж
4) отдал окружающей среде количество теплоты, равное 55 Дж
274. В процессе эксперимента внутренняя энергия газа уменьшилась на 40 кДж, и он
совершил работу 35 кДж. Следовательно, в результате теплообмена газ отдал окружающей
среде
1) 75 кДж
2) 40 кДж
3) 35 кДж
4) 5 кДж
275. Каково изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты
300 Дж, а внешние силы совершили над ним работу 500 Дж?
1) 200 Дж
2) 300 Дж
3) 500 Дж
4) 800 Дж
276. (В). Для измерения удельной теплоемкости материала цилиндра его нагревают в
горячей воде и переносят в холодную. Масса цилиндра 0,2 кг, масса холодной воды 0,1 кг.
В результате теплообмена температура цилиндра уменьшилась на 80С, а температура
41
холодной воды возросла на 10С. Чему равна удельная теплоемкость материала цилиндра?
Ответ выразите в Дж/(кг·К), округлив до целых.
2.4. Фазовые превращения
277. В электрочайнике неисправный нагреватель заменили на нагреватель вдвое большей
мощности. Температура кипения воды при этом
1) увеличилась в 2 раза
2) увеличилась более, чем в 2 раза
3) увеличилась менее, чем в 2 раза 4) практически не изменилась
278. Как изменяется внутренняя энергия кристаллического вещества в процессе его
плавления?
1) увеличивается для любого кристаллического вещества
2) уменьшается для любого кристаллического вещества
3) для одних кристаллических веществ увеличивается, для других – уменьшается
4) не изменяется
279. При плавлении кристаллического вещества поглощается энергия. Это происходит в
результате
1) уменьшения кинетической энергии частиц вещества
2) увеличения кинетической энергии частиц вещества
3) уменьшения потенциальной энергии взаимодействия между частицами вещества
4) увеличения потенциальной энергии взаимодействия между частицами вещества
280. Как изменяется внутренняя энергия вещества при его переходе из газообразного
состояния в жидкое при постоянной температуре и постоянном давлении?
1) уменьшается
3) у разных веществ по-разному
2) увеличивается
4) остается постоянной
281. Горячая жидкость медленно охлаждалась в стакане. В таблице приведены результаты
измерений ее температуры с течением времени.
Время, мин
0
2
4
6
8
10
12
14
95
88
81
80
80
80
77
72
Температура, С
В стакане через 7 мин после начала измерений находилось вещество
1) и в жидком, и в твердом состояниях 2) только в твердом состоянии
3) только в жидком состоянии
4) и в жидком, и в газообразном состояниях
T
282. Для плавления куска олова, уже нагретого до
температуры его плавления, требуется 1,8 кДж
энергии. Этот кусок положили в печь. Зависимость
температуры олова от времени нагревания
представлена на рисунке. С какой скоростью печь
передавала тепло олову?
0
2
4
6
10 t, мин
8
1) 900 Дж/мин 2) 300 Дж/мин 3) 225 Дж/мин 4) 180 Дж/мин
283. В печь поместили некоторое количество
алюминия. Диаграмма изменения температуры
алюминия с течением времени показана на рисунке.
Печь при постоянном нагреве передает алюминию
1 кДж энергии в минуту. Какое количество теплоты
потребовалось для плавления алюминия, уже
нагретого до температуры его плавления?
T
0
5
10
15
20
25
t, мин
42
1) 5 кДж 2) 15 кДж 3) 20 кДж 4) 30 кДж
284. На рисунке приведены графики изменения со временем
температуры четырех веществ. В начале нагревания все эти
вещества находились в жидком состоянии. Какое из веществ имеет
наибольшую температуру кипения?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
285. На рисунке показан график зависимости
температуры T вещества от времени t. В
начальный момент времени вещество
находилось в кристаллическом состоянии.
Какая из точек соответствует началу процесса
плавления вещества?
1) 5 2) 2 3) 3 4) 6
1
t,C
2
3
4
0
T
, мин
4
2
5
3
6
1
7
t
286. В начальный момент времени вещество
находилось в кристаллическом состоянии. На
рисунке показан график зависимости его
температуры Т от времени t. Какая из точек
соответствует окончанию процесса
отвердевания?
1) 5 2) 6 3) 3 4) 7
Т
4
2
1
3
5
6
7
t
287. Вещество массой m находится в твердом состоянии. К нему при постоянной
температуре Т подводят количество теплоты Q, и оно переходит в жидкое состояние.
Удельную теплоту плавления можно рассчитать по формуле
1) Q  mT 
2) Q m
3) Qm
4) QmT
288. Для охлаждения лимонада массой 200 г в него бросают кубики льда, имеющего
температуру 0ºС. Масса каждого кубика 8 г. Первоначальная температура лимонада 30ºС.
Сколько целых кубиков надо бросить в лимонад, чтобы установилась температура 15ºC?
Тепловыми потерями пренебречь. Удельная теплоемкость лимонада такая же, как у воды.
1) 9
2)
25
3)
32
4)
4
289. (В) Для определения удельной теплоты плавления в сосуд с водой массой 300 г и
температурой 20С стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании.
К моменту времени, когда лед перестал таять, масса воды увеличилась на 84 г.
Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в
кДж/кг.
290. (В) В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент
кусочки льда перестают таять. Первоначальная температура воды 20С. Насколько
увеличилась масса воды? Ответ выразите в процентах от первоначальной массы воды и
округлите до целых.
291. (В) В теплоизолированный сосуд с большим количеством льда при температуре
t1 = 0 C заливают m = 1 кг воды с температурой t2 = 44 C. Какая масса льда m
расплавится при установлении теплового равновесия в сосуде? Ответ выразите в граммах.
43
292. (В) В калориметре находится вода, масса которой 100 г и температура 0С. В него
добавляют кусок льда, масса которого 20 г и температура − 5С. Какой будет температура
содержимого калориметра после установления в нем теплового равновесия? Ответ
выразите в градусах Цельсия (С).
293. (В) В сосуд с водой опущена трубка. По трубке через воду пропускают пар при
температуре 100С. Вначале масса воды увеличивается, но в некоторый момент масса
воды перестает увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса
воды 230 г, а в конце масса 272 г. Какова первоначальная температура воды по шкале
Цельсия? Потерями теплоты пренебречь.
294. (C) В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после
добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20С, в калориметре
установилось тепловое равновесие при  2С? Теплообменом с окружающей средой и
теплоемкостью калориметра пренебречь.
2.5. Термодинамика идеального газа
295. В воздушном насосе перекрыли выходное отверстие и быстро сжали воздух в
цилиндре насоса. Какой процесс происходит с воздухом в цилиндре насоса?
1) изобарный
3) изотермический
2) изохорный
4) адиабатный
296. Внутренняя энергия идеального газа в запаянном сосуде постоянного объема
определяется
1) хаотическим движением молекул газа
2) движением всего сосуда с газом
3) взаимодействием сосуда с газом и Земли 4) действием на сосуд с газом внешних сил
297. В герметично закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ. Как изменится
внутренняя энергия газа при понижении его температуры?
1) увеличится или уменьшится в зависимости от давления газа в сосуде
2) уменьшится при любых условиях
3) увеличится при любых условиях
4) не изменится
298. В результате охлаждения идеального газа средняя кинетическая энергия теплового
движения его молекул уменьшилась в 3 раза. Абсолютная температура газа при этом
1) увеличилась в 3 раза
2) уменьшилась в 3 раз
3) увеличилась в 3 раз 4) уменьшилась в 3 раза
299. Как изменяется внутренняя энергия одноатомного идеального газа при изохорном
увеличении его давления?
1) уменьшается
2) увеличивается
3) увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения объема
4) не изменяется
44
300. В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в
4 раза, а концентрация молекул газа не изменилась. При этом средняя кинетическая
энергия теплового движения молекул газа
1) уменьшилась в 16 раз 3) уменьшилась в 4 раза
2) уменьшилась в 2 раза 4) не изменилась
301. Концентрацию молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 5 раз.
Одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В
результате этого давление газа в сосуде
1) снизилось в 5 раз
3) снизилось в 2,5 раз
2) возросло в 2 раза
4) снизилось в 1,25 раз
302. Одноатомный идеальный газ в количестве 4 молей поглощает количество теплоты 2
кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом
процессе, равна
1) 0,5 кДж
3) 1,5 кДж
2) 1,0 кДж
4) 2,0 кДж
303. Одноатомный идеальный газ в количестве  молей поглощает количество теплоты 2
кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом
процессе, равна 1 кДж. Число молей газа равно
1) 1
2) 2
3) 6
4) 4
304. Одноатомный идеальный газ в количестве 4 молей поглощает количество теплоты Q.
При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом
процессе, равна 1 кДж. Поглощенное количество теплоты равно
1) 0,5 кДж
2) 1,0 кДж
3) 1,5 кДж
4) 2,0 кДж
305. Какую работу совершает газ при переходе
из состояния 1 в состояние 4 (см. рисунок)?
1) 2 Дж
2) 2 кДж
3) 2,5 кДж
4) 5 кДж
р, 103 Па
306. Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние
3 так, как показано на графике зависимости давления газа
от объема. Работа, совершенная газом, равна
1) 0,5р0V0 2) р0V0
4
8
5
2
2
1
0
3
0,1
р
1
2р0
0,5 V, м3
2
р0
3
3) 2р0V0 4) 4р0V0
0
307. На графике изображен цикл с идеальным газом неизменной
массы. На каком участке графика работа равна нулю?
1) АВ
2) DA
3) CD
4) ВС
V0
р
B
А
0
2V0 V
C
D
Т
45
308. На рисунке показано, как менялось давление идеального газа в
зависимости от его объема при переходе из состояния 1 в состояние
2, а затем в состояние 3. Каково отношение работ газа
р
A12
на этих
A23
1
двух отрезках pV-диаграммы?
1) 6
2) 2
3) 3
2
4) 4
3
0
V
P, кПа
309. Работа газа за термодинамический цикл 1-2-3-4 равна
1) 100 кДж
2) 200 кДж
3) 300 кДж
4) 400 кДж
200
100
2
1
4
3
0 1 2 3 V, м
310. Идеальному газу изохорно передали количество теплоты 300 Дж. Как изменилась его
внутренняя энергия?
1) увеличилась на 300 Дж
2) не изменилась
3) для ответа надо знать совершенную газом работу
4) такой процесс невозможен
311. На рТ-диаграмме показан процесс изменения состояния
идеального одноатомного газа. Газ отдает 50 кДж теплоты. Работа
внешних сил равна
1) 0 кДж
3) 50 кДж
2) 25 кДж 4) 100 кДж
312. На рисунке показан график изотермического
расширения идеального одноатомного газа. Газ
совершает работу, равную 3 кДж. Количество теплоты,
полученное газом, равно
1) 1 кДж 2) 3 кДж 3) 4 кДж 4) 7 кДж
р
313. На Тр-диаграмме показан процесс изменения
состояния идеального одноатомного газа. Внутренняя
энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Количество теплоты,
отданное газом, равно
1) 0 кДж 2) 15 кДж 3) 30 кДж 4) 60 кДж
2
2р0
р0
Т, К
300
3
1
0
Т
2
1
0
1
2
3
–3
4 V, 10
Т
м3
1
2Т0
2
Т0
р0
0
2р0
р
314. В сосуде находится 1 моль гелия. Газ расширился при постоянном давлении и
совершил работу А = 400 Дж. Изменение температуры Т газа равно
1)  2)
 3)
 4) 
315. На рисунке приведен график зависимости объема
идеального одноатомного газа от давления. Внутренняя
энергия газа увеличилась на 300 кДж. Количество теплоты,
сообщенное газу, равно
V, м3
3
2
1
1
0
1
р, 105 Па
46
1)
2)
0 кДж
100 кДж
3)
4)
200 кДж
500 кДж
316. (В) Идеальный одноатомный газ находится в сосуде объемом 1,2 м3 под давлением
4103 Па. Определите внутреннюю энергию этого газа. Ответ выразите в килоджоулях
(кДж).
317. (В) Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жесткими стенками объемом
0,6 м3. При нагревании его внутренняя энергия увеличилась на 18 кДж. Насколько
возросло давление газа? Ответ выразите в килопаскалях (кПа).
318. (В) Давление идеального одноатомного газа уменьшилось на 5104 Па. Газ находится
в закрытом сосуде при постоянном объеме 0,3 м3. Какое количество теплоты было отдано
газом? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до десятых.
319. (В) Объем постоянной массы идеального одноатомного газа увеличился при
постоянном давлении 5105 Па на 0,03 м3. Насколько увеличилась внутренняя энергия
газа? Ответ выразите в кДж.
320. (В) При изобарном нагревании газообразный гелий получил количество теплоты
100 Дж. Каково изменение внутренней энергии гелия? Масса гелия в данном процессе не
менялась.
321. (В) В цилиндре под поршнем находится 1 кг аргона. Какую работу совершает газ при
адиабатном расширении, если его температура понижается на 80С? Ответ выразите в
килоджоулях (кДж), округлив его до целых.
322. (В) Один моль инертного газа сжали, совершив работу 600 Дж. В результате сжатия
температура газа повысилась на 40С. Какое количество теплоты отдал газ?
323. (В) В цилиндре при 20С находится 2 кг воздуха под давлением 9,8105 Па. Какова
работа воздуха при его изобарном нагревании на 100С? Ответ выразите в килоджоулях
(кДж) и округлите до целых.
324. (С) В стенке сосуда имеется небольшая трещина, через которую может просачиваться
воздух. Во время опыта давление воздуха в сосуде возросло в 2 раза, а его абсолютная
температура уменьшилась в 4 раза при неизменном объеме. Во сколько раз изменилась
внутренняя энергия воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.)
325. (С) В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится газ, который может
просачиваться сквозь зазор вокруг поршня. В опыте по изотермическому сжатию газа его
объем уменьшился вдвое, а давление газа упало в 3 раза. Во сколько раз изменилась
внутренняя энергия газа в цилиндре? (Газ считать идеальным.)
р
326. (С) На рисунке изображено изменение состояния 1 моль
идеального одноатомного газа. Начальная температура газа 27С.
Какое количество теплоты сообщено газу в этом процессе?
1
0
V0
2
2V0
3V0 V
47
327. (С) На рТ-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой
рабочим телом является идеальный газ. На каком участке цикла
работа газа наибольшая по абсолютной величине?
328. (С) 10 моль одноатомного идеального газа сначала охладили,
V
уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной
температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил
газ на участке 2  3?
3
1
2
329. (С) 1 моль идеального одноатомного газа сначала охладили,
а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К, увеличив
объем газа в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты
отдал газ на участке 1  2?
0
300 K T
p
1
2
3
0
T
330. (С). Один моль идеального одноатомного газа сначала
T
нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К,
уменьшив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество
теплоты сообщено газу на участке 1  2?
2
1
3
0
331. (С) 10 моль идеального одноатомного газа охладили,
V
уменьшив давление в 3 раза. Затем газ нагрели до первоначальной
температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты
сообщено газу на участке 2  3?
p
3
2
1
0
p
332. (С) С разреженным азотом, который находится в сосуде с поршнем, провели два
опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты
Q1 = 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину Т. Во
втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему
количество теплоты Q2 = 1039 Дж, в результате чего его температура изменилась также на
Т. Каким было изменение температуры Т в опытах? Масса азота m = 1 кг.
V
333. (С) Один моль одноатомного идеального газа переходит из
состояния 1 в состояние 3 в соответствии с графиком зависимости
его объёма V от температуры T (T0 = 100 К). На участке 2  3 к
газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы газа
А123 ко всему количеству подведенной к газу теплоты Q123.
3
1
0
2
Т0
2Т0 3Т0 Т
48
р
334. (С) Одноатомный идеальный газ неизменной массы
совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За
цикл от нагревателя газ получает количество теплоты
Qн = 8 кДж. Чему равна работа газа за цикл?
1
2р0
р0
3
0
335. (С) Рассчитайте КПД тепловой машины, использующей
в качестве рабочего тела одноатомный идеальный газ и
работающей по циклу, изображенному на рисунке.
2
V0
3V0 V
p
2p0
2
3
p0
1
4
0
V0
2V0
3V0
V
336. (С) В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится
одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па. Расстояние от
дна сосуда до поршня равно L. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2. В
результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а
поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны
стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·103 Н. Найдите L. Считать, что
сосуд находится в вакууме.
337. (С) В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 0,1 моль
гелия, запертого поршнем. Поршень
массой 90 г удерживается упорами и может
скользить влево вдоль стенок цилиндра без
трения. В поршень попадает пуля массой
10 г, летящая горизонтально со скоростью
400 м/с, и застревает в нем. Как изменится
температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что
за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с сосудом и поршнем.
2.6.Тепловые машины
338. Максимальный КПД тепловой машины с температурой нагревателя 227 С и
температурой холодильника 27 С равен
1) 100 %
2) 88 %
3) 60 %
4) 40 %
339. Тепловая машина с КПД 50% за цикл работы отдает холодильнику 100 Дж. Какое
количество теплоты за цикл получает машина от нагревателя?
1) 200 Дж
2) 150 Дж
3) 100 Дж
4) 50 Дж
340. Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя 50 Дж и отдает
холодильнику 100 Дж. Чему равен КПД такой машины?
1) 200%
2) 33%
3) 50%
4) Такая машина невозможна
341. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 425 К, а температура
холодильника 300 К. Двигатель получил от нагревателя количество теплоты 40 кДж.
Какую работу совершило рабочее тело?
1) 16,7 кДж
2)3 кДж
3)12 кДж
4) 97 Дж
49
342. Тепловая машина имеет КПД 25 %. Средняя мощность передачи теплоты
холодильнику в ходе ее работы составляет 3 кВт. Какое количество теплоты получает
рабочее тело машины от нагревателя за 10 с?
1) 0,4 Дж
2) 40 Дж
3) 400 Дж
4) 40 кДж
2.7. Пары. Влажность
343. Укажите правильные утверждения.
При переходе вещества из газообразного состояния в жидкое при неизменной температуре
А. Уменьшается среднее расстояние между его молекулами
Б. Обязательно уменьшается средняя энергия теплового движения молекул
1) только А
2) только Б
3) А и Б
4) ни А, ни Б
344. В электрочайнике неисправный нагреватель заменили на нагреватель вдвое большей
мощности. Температура кипения воды при этом
1) увеличилась в 2 раза
2) увеличилась более, чем в 2 раза
3) увеличилась менее, чем в 2 раза 4) практически не изменилась
345. Температура кипения воды существенно зависит от
1) мощности нагревателя
2) вещества сосуда, в котором нагревается вода
3) атмосферного давления
4) начальной температуры воды
346. На газовой плите стоит узкая кастрюля с водой, закрытая крышкой. Если воду из неё
перелить в широкую кастрюлю и тоже закрыть, то вода закипит заметно быстрее, чем если
бы она осталась в узкой. Этот факт объясняется тем, что
1) увеличивается площадь нагревания и, следовательно, увеличивается скорость
нагревания воды
2) существенно уменьшается необходимое давление насыщенного пара в пузырьках и,
следовательно, воде у дна надо нагреваться до менее высокой температуры
3) увеличивается площадь поверхности воды и, следовательно, испарение идёт более
активно
4) заметно уменьшается глубина слоя воды и, следовательно, пузырьки пара быстрее
добираются до поверхности
347. При одной и той же температуре насыщенный водяной пар в закрытом сосуде
отличается от ненасыщенного пара
1) концентрацией молекул
2) скоростью движения молекул
3) средней энергией хаотичного движения молекул
4) отсутствием примеси посторонних газов
348. Вода может испаряться
1) только при кипении
2) только при нагревании
3) при любой температуре, если пар в воздухе над поверхностью воды является
ненасыщенным
4) при любой температуре, если пар в воздухе над поверхностью воды является
насыщенным
50
349. В сосуде под поршнем находится ненасыщенный пар. Его можно сделать
насыщенным,
1) повышая температуру
3) увеличивая внутреннюю энергию
2) уменьшая объем сосуда 4) добавляя в сосуд другой газ
350. Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60%. Воздух
изотермически сжали, уменьшив его объем в два раза. Относительная влажность воздуха
стала
1) 120%
2) 100%
3) 60%
4) 30%
351. Относительная влажность воздуха в сосуде под поршнем равна 45%. Воздух
изотермически сжали, уменьшив объем в 3 раза. Чему стала равна относительная
влажность воздуха в сосуде?
1) 135%
2) 100%
3) 90%
4) 15%
352. Точка росы для водяного пара в комнате равна 6С. В комнату внесли с балкона сухую
бутылку с водой, и вскоре она покрылась мелкими капельками воды. Из этого следует, что
1) температура воздуха на балконе ниже 6С
2) влажность воздуха на балконе больше, чем в комнате
3) влажность воздуха на балконе меньше, чем в комнате
4) температура воздуха на балконе выше 6С
353. В субботу температура воздуха была выше, чем в воскресенье. Парциальное давление
водяного пара в атмосфере в эти дни оставалось постоянным. В какой из дней
относительная влажность воздуха была больше? Учтите, что давление насыщенного пара
увеличивается с ростом температуры.
1) в субботу
2) в воскресенье
3) влажность воздуха в эти 4) недостаточно данных для
дни была одинаковой
ответа на вопрос
354. Выберите правильные утверждения.
А. Точкой росы называют температуру, при которой относительная влажность
становится равной 100%.
Б. Давление насыщенного пара при неизменной температуре не зависит от
занимаемого им объема.
В. Насыщенным называется пар, находящийся в динамическом равновесии со своей
жидкостью.
1) А и Б
2) Б и В
3) А и В
4) А, Б, В
355. Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20С равно 0,466 кПа, давление
насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Относительная влажность
воздуха равна
1) 10%
2) 20%
3) 30%
4) 40%
356. Парциальное давление водяного пара в комнате в два раза меньше давления
насыщенного водяного пара при такой же температуре. Следовательно, относительная
влажность воздуха в комнате равна
1) 2%
2) 5%
3) 20%
4) 50%
51
357. Относительная влажность воздуха в комнате равна 40%. Каково соотношение
парциального давления р водяного пара в комнате и давления рн насыщенного водяного
пара при такой же температуре?
1) р меньше рн в 2,5 раза
3) р меньше рн на 40%
2) р больше рн в 2,5 раза
4) р больше рн на 40%
358. При одинаковой температуре 100С давление насыщенных паров воды равно 105 Па,
аммиака – 59105 Па и ртути – 37 Па. В каком из вариантов ответа эти вещества
расположены в порядке убывания температуры их кипения в открытом сосуде?
1) вода  аммиак  ртуть
3) ртуть  вода  аммиак
2) аммиак  ртуть вода
4) вода  ртуть  аммиак
359. На фотографии представлены два термометра,
используемые для определения относительной влажности
воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой
влажность указана в процентах.
Психрометрическая таблица
t
Разность показаний сухого и влажного
термометров
сух.
терм
°С
0
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1
2
3
4
5
6
7
8
90
90
90
91
91
91
91
92
92
92
92
80
81
81
82
82
83
83
83
84
84
84
71
71
72
73
74
74
75
76
76
77
77
61
62
64
64
65
66
67
68
69
69
70
52
54
55
56
58
59
60
61
61
62
63
44
45
47
48
50
51
52
54
55
56
57
36
37
39
41
43
44
46
47
48
49
50
27
30
32
34
35
37
39
40
42
43
44
Относительная влажность воздуха в помещении, в котором
проводилась съемка, равна
1) 37% 2) 45% 3) 48% 4) 59%