Статистическая физика и термодинамика
Статистическая физика и термодинамика
| Раздел | Тема |
| Основные понятия молекулярной и статистической физики. | 1. Параметры состояния макроскопической системы: давление, температура, концентрация. 2. Уравнение состояния идеального газа. 3. Макроскопические процессы. Изотермический, изобарический, изохорический и адиабатический процессы. 4. Реальный газ. Уравнение Ван-дед-Ваальса. 5. Барометрическая формула. (Распределение Больцмана). 6. Распределение Максвелла. 7. Средняя длина свободного пробега, среднеквадратичная скорость. |
| Термодинамика идеального газа. | 8. Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней свободы. 9. Работа, совершаемая газом в различных процессах. 10. Первое начало термодинамики. Количество теплоты. 11. Теплоемкость. Теплоемкость в изохорическом и изобарическом процессах. 12. Циклические процессы. Тепловая машина. Коэффициент полезного действия. 13. Второе начало термодинамики. Энтропия. |
| Фазовые равновесия и превращения. | 14. Равновесие жидкости и насыщенного пара. Фазовая диаграмма. (Диаграмма состояний). 15. Удельная теплота плавления и парообразования. |
| Физическая кинетика. | 16. Явления переноса. Диффузия. 17. Явления переноса. Теплопроводность. |
Тексты контрольных заданий.
Статистическая физика и термодинамика.
| № | Задание | Ответы | ||||||||
Хаотическое, тепловое движение молекул характеризуется температурой, которая пропорциональна средней кинетической энергии одной молекулы. Найдите среднеквадратичную скорость молекулы водорода (  ) при температуре 27  .
|
1. 1934 
2. 608000
3. 580
| |||||||||
На графике изображен циклический процесс ABCDA, осуществляемый с идеальным газом. В этом процессе изменяются p, V, T. Найдите, состояние A, B, C или D, в котором температура максимальна.
| 1) A; 2) B; 3) C; 4) D | |||||||||
 На диаграмме PV изображен процесс,
протекающий в идеальном газе.
Относительно этого процесса
сделаны следующие утверждения:
- Газ вначале нагревали (1-2),
а потом охладили (2-3).
- Газ вначале нагревали (1-2), а потом температура оставалась постоянной (2-3).
- Газ нагревали в течение всего процесса (1-2-3).
- Вначале температура газа оставалась постоянной (1-2), а потом газ нагревали (2-3).
В графе «ответы» запишите верное утверждение из приведенных выше.
| ||||||||||
В результате измерения давления реального газа получили значение  . Вычисляя давление идеального газа в тех же условиях получили значение  . Найдите правильное соотношение между величинами и .
|
1. =
2. >
3. <
| |||||||||
Концентрация молекул воздуха  в атмосфере Земли на разной высоте  описывается распределением
Больцмана  . Эта функция представлена на графике. Найдите соотношение между концентрациями тяжелых молекул  и легких молекул  на одной и той же высоте h. Считать концентрации тяжелых и легких молекул на поверхности Земли равными.
|
1. >
2. <
3. =
| |||||||||
На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям
(распределение Максвелла). Относительно этой функции сделаны следующие утверждения:
- С ростом температуры увеличивается число молекул.
- С ростом температуры площадь под кривой растет.
- С ростом температуры наиболее вероятная скорость (  ) увеличивается.
В графе «ответы» запишите верное утверждение.
| ||||||||||
Даны скорости движения восьми частиц: 1  , 6 , 4 , 2 , 6 , 3 , 2 и 5 . Найти среднеквадратичную скорость этих частиц.
| 1. 3,1
2. 3,6
3. 4,1
4. 4,6
5. 5,1
| |||||||||
Увеличивается – 1, Уменьшается – 2, Не изменяется – 3.
|
| |||||||||
На диаграмме PV
представлены графики
изотермического (1) и
адиабатического (2)
расширения газа.
Найдите соотношение между
работой совершаемой газом при изотермическом (  ) и адиабатическом (  ) расширении от объема  до объема  .
|
1. >
2. =
3. <
| |||||||||
На диаграмме PV изображен изобарический процесс, в котором газ отдал 250 Дж те  плоты. Относительно изменения внутренней энергии
сделаны следующие утверж-.
дения:
- Уменьшилась на 150 Дж.
- Увеличилась на 150 Дж.
- Уменьшилась на 100 Дж.
- Увеличилась на 100 Дж.
- Не изменилась.
В графе «ответы» напишите верное утверждение.
| ||||||||||
В двух цилиндрических сосудах находится кислород. В первом сосуде поршень застопорен, во втором может перемещаться. Нагревая газы, измеряют удельные теплоемкости. Предполагаются следующие соотношения между удельными теплоемкостями газов в первом (  ) и во втором (  ) сосудах: - > ; - < ;
- = ;
-соотношение зависит от масс газов в сосудах.
В графе «ответы» напишите верное утверждение.
| ||||||||||
| Идеальный тепловой двигатель мощностью Р = 850 кВт работает в течение одного часа. Температура нагревателя равна 527 . Найдите количество теплоты, отдаваемое за это время двигателем холодильнику, температура которого 227 .
| 1. 3060 МДж 2.1910 МДж 3. 1150 МДж | |||||||||
Кусок льда массой 1кг, температура которого t = 0 , очень медленно тает, превращаясь в воду при той же температуре. Удельная теплота плавления льда  . Найдите изменение энтропии в этом процессе.
| 1. 1320  ; 2. -1220 3. -1320 ;
4. 1220 ;
| |||||||||
 На рисунке приведена фазовая
диаграммы газ-жидкость.
Предлагаются следующие
утверждения:
- температура кипения
жидкости одинакова при разных давлениях.
- температура кипения жидкости увеличивается
с увеличением давления
-температура кипения жидкости уменьшается с увеличением давления.
В графе «ответы» напишите верное утверждение.
| ||||||||||
На графике представлена зависимость температуры Т некоторого тела от времени t. В этом процессе телу равномерно передается тепло. В момент времени t = 0 тело находилась в твердом состоянии. Найдите промежуток времени, в течении которого протекал процесс кипения.
|
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
| |||||||||
 На графике представлена
зависимость
концентрации
молекул нашатырного
спирта в воздухе
от координаты.
Из графика следует, что в координате х = 1,5 м:
- градиент концентрации равен 1,015  м  , и диффузионный поток направлен вдоль оси х.
- градиент концентрации равен -0,01 м , и диффузионный поток направлен против оси х.
- градиент концентрации равен -0,01 м , и диффузионный поток направлен вдоль оси х.
В графе «ответы» запишите верное утверждение.
| ||||||||||
В двух медных стержнях с равными площадями поперечного сечения, но разных длин (  и  ) осуществляется процесс теплопроводности. Разность температур между концами первого стержня  , а второго  . Найдите соотношение между количествами теплоты  и  , переносимые через первый и второй стержень за равные времена.
|
1.  >
2. =
3. <
|