Задание 5 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА ЧАСТЬ 1 А1. Броуновское движение — это

Задание 5
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
ЧАСТЬ 1
А1. Броуновское движение — это
1) столкновение молекул друг с другом 2) упорядоченное движение твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости
3) беспорядочное движение молекул вещества 4) беспорядочное движение твердых частиц под ударами молекул жидкости
А2. Если в раствор медного купороса сверху осторожно долить воду, то вначале будет видна довольно четкая граница между
этими жидкостями. Но через три дня весь раствор окажется равномерно окрашенным без перемешивания. Это явление
объясняется 1) конвекцией
2) химической реакцией
3) теплопроводностью
4) диффузией
А3. Относительной молекулярной массой называется
1) отношение массы вещества к числу молекул в нем
2) отношение массы молекулы к 1/12 массы атома углерода
3) масса одной молекулы
4) отношение массы тела к количеству вещества в нем
А4. Моль — это
1) масса одной молекулы
2) отношение массы молекулы к 1/12 массы атома углерода
3) отношение массы тела к количеству вещества в нем
4) количество вещества, в котором содержится столько же молекул, сколько их в 12 г углерода
А5. Число Авогадро показывает
1) число молекул в 1 см3 воздуха при нормальных условиях
2) число молекул в одном моле
3) число молекул в единице объема вещества
4) число молекул в единице массы вещества
А6. Порядок диаметра молекулы
1) 10 -6 м
2) 10 -2 м
3) 10 -10 м
4) 10 -14 м
А7. Порядок массы молекулы
1) 10 -15 кг
2) 10 -20 кг
3) 10 -26 кг
4) 10 -31 кг
А8. Массу одной молекулы можно определить по формуле 1) ρ/п
2) т/М
3) т/V
4) т/ν
A9. Количество молекул в данной массе вещества можно определить по формуле 1) т/ρ
2) νNА 3) ρV 4) т/М
А10. На рисунке изображен
круговой процесс в координатах р
– Т. Ему соответствует процесс в
координатах V – T, изображенный
на рисунке
A11. На рисунке изображен круговой процесс
в координатах V-T. Ему соответствует
процесс в координатах p-V, изображенный на
рисунке
А12. В баллоне находится 5 молей вещества.
Количество молекул в баллоне примерно равно
1) 5 . 1022
2) 6 . 1023
3) 3 . 1024
4) 4 . 1025
А13. В баллон объемом 10 л впустили 1 л кислорода,3 л водорода и 4 л азота. Объем смеси газов стал равен
1) 8 л
2) 10 л
3) 14 л
4) 18 л
А14. В баллоне находится смесь двух газов одинаковой массы. Молярная масса
одного из них М1 молярная масса другого М2. Молярная масса смеси этих газов
равна
А15 Давление идеального газа 100 кПа, средняя квадратичная скорость его молекул
400 м/с. Плотность этого газа примерно равна
1) 0,8 кг/м3 2) 1,2 кг/м3 3) 1,4 кг/м3 4) 1,9 кг/м3
А16. Объем одного сосуда V1 , давление газа в нем р1, объем другого V2, давление газа в
нем р2. Сосуды соединены трубкой с краном. Если кран открыть, то в сосудах
установится давление, равное
А17 В баллоне находился газ массой т. Из-за неисправности вентиля из баллона вытекла
часть газа, из-за чего его давление понизилось в п раз. Масса вытекшего газа равна
А18. На рисунке изображен сосуд с газом, запертым подвижным поршнем. Если поршень
медленно передвинуть на четверть длины влево, то давление газа
1) уменьшится в 1,25 раза
2) увеличится в 1,33 раза 3) уменьшится в 2 раза
4) увеличится в 2,5 раза
А19. Газом, близким к идеальному, является газ, который находится
1) под низким давлением и при высокой температуре
2) под высоким давлением и при низкой температуре
3) под высоким давлением и при высокой температуре
4) под низким давлением и при низкой температуре
А20. В цилиндре под поршнем массой т1 и с площадью основания S находится газ объемом V. Атмосферное давление р0. На
поршень ставят гирю массой т2. При этом объем газа станет равен
A2l. В закрытом сосуде находится пар. Если его нагревать, то
1) абсолютная влажность будет уменьшаться, а относительная влажность —
оставаться неизменной
2) абсолютная влажность будет оставаться неизменной, а относительная влажность — уменьшаться 3) абсолютная
влажность будет увеличиваться, а относительная влажность — уменьшаться
4) абсолютная влажность будет оставаться неизменной, а относительная влажность — увеличиваться
А22. Если насыщенный пар нагревать, то он
1) будет оставаться насыщенным и его давление будет расти
2) будет оставаться насыщенным при неизменном давлении
3) превратится в ненасыщенный и его давление будет уменьшаться
4) превратится в ненасыщенный и его давление будет увеличиваться
А23. На очень высокой горе температура кипения воды
1) такая же, как и у основания горы
2) больше, чем у основания горы
3) меньше, чем у основания горы
4) больше или меньше, чем у основания, в зависимости от массы воды
А24. На рисунке изображен график изменения температуры вещества массой т с течением
времени, бывшего сначала твердым. Удельную
теплоемкость этого вещества в жидком состоянии
можно определить по формуле
А25 Модуль Юнга вещества, из которого изготовлен стержень, равен напряжению в нем при удлинении стержня в пределах
упругой деформации 1) в 1,5 раза
2) в 2 раза
3) в 2,5 раза
4) в 3 раза
А26. Объем данной массы воды при понижении температуры от 4°С до нуля 1) уменьшается
2) не меняется
3) увеличивается
4) уменьшается или увеличивается в зависимости от высоты над уровнем моря
А27. Внутренняя энергия идеального газа равна 1) сумме кинетических энергий его молекул 2) сумме потенциальных
энергий его молекул
3) сумме кинетических и потенциальных энергий его молекул
4) нет верного ответа
А28. Количество теплоты, переданное газу при его изобарном нагревании, равно 1) ∆U
2) A 3) ∆U + A
4) 0
А29. Внешние силы совершили над газом работу 400 Дж и при этом его внутренняя энергия увеличилась на столько же
джоулей. Процесс в газе был 1) изотермическим
2) изохорным
3) изобарным
4) адиабатным
А30. При изобарном нагревании объем идеального одноатомного газа увеличился на 10 л, а давление в нем было
нормальным. При этом газу было передано количество теплоты 1) 2 . 104 Дж 2) 1,5 . 105 Дж 3) 1 . 106 Дж 4) 2,5 . 106 Дж
А31. Стальной осколок, падая с высоты 500 м без начальной скорости, имел у земли скорость 50 м/с. Удельная теплоемкость
стали 460 Дж/(кг . К). Если считать, что вся работа сопротивления воздуха пошла на нагревание осколка, то его температура
повысилась примерно на 1) 8 К
2) 15 К
3) 40 К
4) 55 К
А32. В 2 Л горячей воды при температуре 100°С долили 1 л холодной воды при температуре 20°С. Температура смеси стала
примерно равна 1) 40 °С
2) 50 °С
3) 70 °С
4) 80 °С
А33. Тело упало с высоты Н без начальной скорости и при неупругом ударе
нагрелось на ∆T градусов. При падении 50% его энергии пошло на нагревание.
Удельная теплоемкость вещества, из которого оно сделано, равна
А34. Два моля идеального одноатомного газа находятся в закрытом сосуде. Количество теплоты, которое надо сообщить
газу, чтобы повысить его температуру на 27°С, примерно равно 1) 449 Дж
2) 673 Дж
3) 4986 Дж
4) 7479 Дж
А35. Температура нагревателя 527°С, температура холодильника 27°С. Идеальный тепловой двигатель получает от
нагревателя 2 кДж теплоты. Совершенная им работа равна 1) 0,85 кДж 2) 1,25 кДж 3) 1,9 кДж 4) 2,8 кДж
ЧАСТЬ 2
В1. На изделие в форме круглой пластинки диаметром 2 см нанесен слой меди толщиной 2 мкм. Найти число атомов меди в
этом слое. Плотность меди 8900 кг/м3, ее молярная масса 0,064 кг/моль. Ответ разделить на 1019 и округлить с точностью до
единиц.
В2. Цилиндрический сосуд заполнен газом при температуре 27°С и давлении 0,1 МПа. Сосуд разделен пополам подвижной
перегородкой. Каким станет давление газа, если в одной половине газ нагреть до 327°С, а в другой оставить без изменения?
Ответ выразить в мегапаскалях.
В3. В сосуд с теплоемкостью 5 Дж/К, содержащий смесь воды массой 2 кг и льда массой 0,5 кг, впускают 100 г
стоградусного пара. Какая температура установится в сосуде? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг . К), удельная
теплота плавления льда 3,3 . 105 Дж/кг, удельная теплота конденсации водяного пара 2,3 . 106 Дж/кг. Ответ округлить с
точностью до единиц.
В4. Автобус прошел 100 км за 2 ч. Средняя мощность его двигателя 50 кВт, КПД 30 %. Какую массу топлива сэкономил
водитель в рейсе, если норма расхода топлива 4 л на каждые 10 км пути. Плотность топлива 800 кг/м3, удельная теплота
сгорания 40 МДж/кг. Ответ выразить в килограммах и округлить его с точностью до единиц.
В5. Газ объемом 0,01 м3 при температуре 27°С и под давлением 0,1 МПа нагревают вначале изохорно до 47°С, а затем
изобарно – до 77°С. Найти работу, совершенную при переводе газа из начального состояния в конечное.
ЧАСТЬ 3
С1. Цилиндрический сосуд объемом V = 2 л разделен пополам закрепленной полупроницаемой перегородкой. В его левую
половину впускают смесь азота массой т1 = 10 г и водорода массой т2 = 4 г. В правой половине сосуда вначале вакуум.
Какое установится давление в левой половине сосуда при температуре t = 27°С по окончании процесса
диффузии водорода в правую половину (для молекул азота поры в перегородке слишком малы)? Молярная
масса азота M1 = 0,028 кг/моль, молярная масса водорода М2 = 0,002 кг/моль.
С2. Внутренний диаметр тонкого стального кольца равен d при температуре Т. Найти минимальное изменение температуры
кольца ∆Т, чтобы после нагревания в него смог пройти шар диаметром D. Температурный коэффициент линейного
расширения стали α известен.
С3. Медный шарик диаметром d = 3 см, нагретый до Т1 = 800 К, положили на тающий лед. На какую глубину h погрузился
шарик? Плотность меди ρ1 = 8900 кг/м3, ее удельная теплоемкость с = 380 Дж/(кг . К). Плотность льда ρ2 = 900 кг/м3, его
удельная теплота плавления λ = 3,3 . 105 Дж/кг.
С4. В горизонтально расположенном цилиндрическом сосуде находится идеальный газ массой т1 с
молярной массой М, закрытый поршнем массой т2. Вследствие изобарного расширения газа при его
нагревании поршень приобретает скорость v, двигаясь из состояния покоя. Внутренняя энергия газа
прямо пропорциональна его абсолютной температуре с коэффициентом пропорциональности k. Какое
количество теплоты передано газу? Теплоемкостями сосуда и поршня можно пренебречь.
С5. Если идеальный газ изобарно перевести из состояния 1 в состояние 2, а затем изохорно из состояния
2 в состояние 3, то произведенная при этом работа будет в 5 раз меньше, чем при прямом переходе из состояния 1 в
состояние 3. Найти давление газа в состоянии 3, если в состоянии 1 его давление равно р1 = 100 кПа.