1. Какое определение соответствует физической величине «количество вещества»?
1) отношение числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода;
2) масса вещества, взятого в количестве 1 моль;
3) количество вещества, содержащее столько же молекул сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода;
4) число молекул или атомов в 1 моле вещества.
2. Какая единица измерения соответствует молярной массе?
1) кг;
2) кг/моль;
3) моль;
4) моль-1.
3. Как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации его молекул в 3 раза, если средняя кинетическая скорость молекул остается неизменной?
1) увеличится в 9 раз;
2) увеличится в 3 раза;
3) останется неизменной;
4) уменьшится в 3 раза.
4. С физической точки зрения имеет смысл измерять температуру ...
1) твердых, жидких и газообразных тел;
2) молекулы;
3) атома;
4) ядра атома.
5. Чем определяется внутренняя энергия идеального газа в запаянном сосуде постоянного объема?
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.
6. Какова единица измерения удельной теплоемкости тела?
1) Дж/К;
2) Дж;
3) Дж/(кг • К);
4) Дж/кг.
7. Какая из предложенных формулировок наиболее полно отражает сущность первого начала термодинамики?
1) изменение внутренней энергии тела равно сумме сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы;
2) изменение внутренней энергии тела равно разности сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы;
3) изменение внутренней энергии тела зависит от сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы;
4) изменение внутренней энергии тела пропорционально сообщенному телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы.
8. Определите, в ходе какого процесса работа, совершаемая телом, равна нулю.
1) изотермического;
2) изохорного;
3) изобарного;
4) адиабатного.
9. Что называется испарением?
1) явление перехода вещества в пар;
2) парообразование с открытой поверхности;
3) процесс парообразования по всему объему жидкости;
4) среди ответов 1—3 нет верного.
10. Какое свойство отличает кристалл от аморфного тела?
1 ) твердость;
2) прозрачность;
3) существование плоских граней;
4) анизотропность.
Часть 2. Задачи
1. Чему равно число молекул в 1 м3 газа (концентрация молекул), если при температуре 300 К давление газа составляет 4,14 ∙105 Па?
2. Чему равна работа, совершенная газом, если он получил количество теплоты 300 Дж, а его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж?
3. Оцените максимальное значение КПД, которое может иметь тепловая машина, если температура нагревателя равна 227°С и температура холодильника 27 °С.
4. Газ, расширяясь изобарно при давлении 3 • 105 Па, совершает работу 0,3 кДж. Определите первоначальный объем газа, если его конечный объем оказался равным 2,5 • 103 см3,
Конечно! Давайте разберемся с вашим вопросом.
### Часть 1. Теория
1. **Определение «количество вещества»** соответствует:
**3) количество вещества, содержащее столько же молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.**
Это определение соответствует концепции моля как единицы измерения для количества вещества.
2. **Единица измерения молярной массы**:
**2) кг/моль.**
Молярная масса определяется как масса одного моля вещества и измеряется в килограммах на моль.
3. **Как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации молекул в 3 раза**:
**2) увеличится в 3 раза.**
Согласно уравнению состояния идеального газа \( P = nRT/V \), если концентрация молекул увеличивается, давление также увеличивается пропорционально.
4. **С физической точки зрения имеет смысл измерять температуру**:
**1) твердых, жидких и газообразных тел.**
Температура — это мера теплового состояния вещества, и ее можно измерять для всех трех состояний.
5. **Внутренняя энергия идеального газа** определяется:
**1) хаотическим движением молекул газа.**
Внутренняя энергия зависит от кинетической энергии молекул, которая вызвана их движением.
6. **Единица измерения удельной теплоемкости тела**:
**3) Дж/(кг • К).**
Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг вещества на 1 К.
7. **Первое начало термодинамики** наиболее полно отражает:
**1) изменение внутренней энергии тела равно сумме сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы.**
Эта формулировка отражает принцип сохранения энергии.
8. **Процесс, при котором работа, совершаемая телом, равна нулю**:
**2) изохорного.**
В изохорном процессе объем не изменяется, следовательно, работа, совершаемая газом, равна нулю.
9. **Что называется испарением?**
**2) парообразование с открытой поверхности.**
Испарение — это переход жидкости в пар с поверхности жидкости.
10. **Свойство, отличающее кристалл от аморфного тела**:
**3) существование плоских граней.**
Кристаллы имеют упорядоченную структуру и плоские грань, в отличие от аморфных тел.
### Часть 2. Задачи
1. **Число молекул в 1 м³ газа** можно найти из уравнения состояния идеального газа:
Используем \( PV = nRT \), где \( n = \frac{P}{RT} \).
При \( P = 4,14 \cdot 10^5 \, \text{Па} \), \( R \approx 8,31 \, \text{Дж/(моль∙К)} \), \( T = 300 \, \text{К} \).
\[
n = \frac{P}{RT} = \frac{4,14 \cdot 10^5}{8,31 \cdot 300} \approx 16,6 \, \text{моль}
\]
Один моль газа содержит \( 6,022 \cdot 10^{23} \) молекул, поэтому:
\[
N = n \cdot N_A \approx 16,6 \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \approx 1,0 \cdot 10^{25} \, \text{молекул}
\]
2. **Работа, совершенная газом** вычисляется по уравнению:
\[
Q = \Delta U + A \implies A = Q - \Delta U = 300 \, \text{Дж} - 200 \, \text{Дж} = 100 \, \text{Дж}
\]
3. **Максимальное КПД тепловой машины** можно оценить по формуле:
\[
КПД = 1 - \frac{T_х}{T_n}
\]
Переведем температуры в Кельсины: \( T_х = 227 + 273 = 500 \, \text{К} \), \( T_n = 27 + 273 = 300 \, \text{К} \):
\[
КПД = 1 - \frac{300}{500} = 1 - 0,6 = 0,4 \, \text{или } 40\%
\]
4. **Первоначальный объем газа** можно найти по формуле работы в изобарном процессе:
\[
A = P \cdot \Delta V, \quad \Delta V = V_{кон} - V_{нач}
\]
Здесь работа \( A = 0,3 \, \text{кДж} = 300 \, \text{Дж} \), давление \( P = 3 \times 10^5 \, \text{Па} \), конечный объем \( V_{кон} = 2,5 \times 10^3 \, \text{см}^3 = 2,5 \times 10^{-0,003} \, \text{м}^3 \).
Преобразуем:
\[
300 = 3 \times 10^5 \cdot (2,5 \times 10^{-3} - V_{нач}) \implies 300 = 750 - 3 \times 10^5 \times V_{нач}
\]
\[
3 \times 10^5 \cdot V_{нач} = 750 - 300 = 450 \Rightarrow V_{нач} = \frac{450}{3 \cdot 10^5} = 0,0015 \, \text{м}^3 = 1500 \, \text{см}^3
\]
Если у вас есть еще вопросы или нужна дополнительная помощь, не стесняйтесь обращаться!
