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,
Давайте разберем ваши вопросы по физике и решим задачи, которые вы привели.
### Вопросы и ответы
1. **Какое определение соответствует физической величине «количество вещества»?**
- **Правильный ответ:** 3) количество вещества, содержащее столько же молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.
**Обоснование:** Это определение связано с молем, который определяется через число Авогадро.
2. **Какая единица измерения соответствует молярной массе?**
- **Правильный ответ:** 2) кг/моль.
**Обоснование:** Молярная масса — это масса 1 моля вещества, измеряемая в килограммах на моль.
3. **Как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации его молекул в 3 раза, если средняя кинетическая скорость молекул остается неизменной?**
- **Правильный ответ:** 2) увеличится в 3 раза.
**Обоснование:** Если концентрация увеличивается, то при постоянной скорости увеличивается и давление (по уравнению состояния идеального газа).
4. **С физической точки зрения имеет смысл измерять температуру ...**
- **Правильный ответ:** 1) твердых, жидких и газообразных тел.
**Обоснование:** Температура является параметром, определяющим состояние вещества в любом агрегатном состоянии.
5. **Чем определяется внутренняя энергия идеального газа в запаянном сосуде постоянного объема?**
- **Правильный ответ:** 1) хаотическим движением молекул газа.
**Обоснование:** Внутренняя энергия газа зависит от кинетической энергии его молекул.
6. **Какова единица измерения удельной теплоемкости тела?**
- **Правильный ответ:** 3) Дж/(кг • К).
**Обоснование:** Удельная теплоемкость определяется как количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 кг вещества на 1 К.
7. **Какая из предложенных формулировок наиболее полно отражает сущность первого начала термодинамики?**
- **Правильный ответ:** 1) изменение внутренней энергии тела равно сумме сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы.
**Обоснование:** Это основное равенство первого начала термодинамики.
8. **Определите, в ходе какого процесса работа, совершаемая телом, равна нулю.**
- **Правильный ответ:** 2) изохорного.
**Обоснование:** При изохорном процессе объем не изменяется, следовательно, работа равна нулю.
9. **Что называется испарением?**
- **Правильный ответ:** 2) парообразование с открытой поверхности.
**Обоснование:** Испарение — это процесс перехода жидкости в пар с ее поверхности.
10. **Какое свойство отличает кристалл от аморфного тела?**
- **Правильный ответ:** 3) существование плоских граней.
**Обоснование:** Кристаллические тела имеют хорошо определенные грани, в отличие от аморфных.
### Часть 2. Задачи
1. **Чему равно число молекул в 1 м³ газа (концентрация молекул), если при температуре 300 K давление газа составляет 4,14 ∙ 10⁵ Па?**
- Используем закон Бойля-Мариотта: \( P V = n R T \), где \( n \) — число молей, а \( R \) — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)).
- Переводим давление в Паскали и подставляем:
\[
n = \frac{PV}{RT} = \frac{4,14 \times 10^5 \cdot 1}{8,314 \cdot 300} \approx 16,58 \, \text{моль.}
\]
- Число молекул \( N \) определим по \( N = n \cdot N_A \), где \( N_A \approx 6,022 \times 10^{23} \text{моль}^{-1} \):
\[
N \approx 16,58 \cdot 6,022 \times 10^{23} \approx 9,96 \times 10^{24} \text{молекул.}
\]
2. **Чему равна работа, совершенная газом, если он получил количество теплоты 300 Дж, а его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж?**
- По первому началу термодинамики:
\[
Q = \Delta U + A,
\]
где \( Q \) — тепло, \( A \) — работа, \( \Delta U \) — изменение внутренней энергии.
- Подставляем значения:
\[
300 = 200 + A \implies A = 300 - 200 = 100 \, \text{Дж.}
\]
3. **Оцените максимальное значение КПД, которое может иметь тепловая машина, если температура нагревателя равна 227°C и температура холодильника 27 °C.**
- Сначала переводим температуры в Кельвины:
\[
T_1 = 227 + 273 = 500 \, \text{K}, \quad T_2 = 27 + 273 = 300 \, \text{K}.
\]
- Максимальный КПД определяется по формуле:
\[
\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} = 1 - \frac{300}{500} = 1 - 0,6 = 0,4.
\]
- То есть максимальный КПД составляет 40%.
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.**
- Работа при изобарном процессе: \( A = P \Delta V \), где \( \Delta V = V_{\text{кон}} - V_{\text{нач}} \).
- Переведем работу: \( 0,3 \text{ кДж} = 300 \text{ Дж} \).
- Подставим значения:
\[
300 = 3 \times 10^5 (2,5 \times 10^{-1} - V_{\text{нач}}),
\]
\[
300 = 3 \times 10^5 (0,25 - V_{\text{нач}}) \implies \frac{300}{3 \times 10^5} = 0,25 - V_{\text{нач}},
\]
\[
0,001 = 0,25 - V_{\text{нач}} \implies V_{\text{нач}} = 0,25 - 0,001 = 0,249 \, \text{м}^3 = 249 \, \text{см}^3.
\]
Надеюсь, что вся информация оказалась полезной и понятной! Если есть дополнительные вопросы, я с радостью помогу!