litceysel.ru
добавить свой файл
1


Подготовка к ЕГЭ. 11 класс.

Молекулярная физика и термодинамика

Основные формулы и понятия.

Масса молекул – m, Mr –относительная молекулярная масса (округлённая до целого значения атомная масса в таблице Менделеева). N- Число молекул в теле. Vколичество вещества (моль). M—молярная масса (масса вещества, взятого в количестве одного моля). М=Мr 10-3 kг/моль.

Nа- число Авогадро 6*1023 моль-1. V=N\NA.

М=m0Na. m=m0N. V=m\M. N=VNa=Nam\M.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Р=1/3*m0nv2. E=2\3*nE .Где Р- давление (Па), Е- кинетическая энергия(Дж). Е=3\2kT. T- температура по шкале Цельсия Т= (t+ 273) K. Р= nkT. K=1, 38 *10-23Дж\К.

Газовые законы.

Уравнение Менделеева -- РV=m/M*RT.

P1V1/T1=P2V2/T2—уравнение Клапейрона.

Закон Бойля - Мариотта (изотермический процесс - Т постоянно).

Р1V1=P2V2. V-объём (м3).

Закон Гей-Люссака (изобарный процесс Р постоянно).

V11=V22.

Закон Шарля (изохорный процесс V постоянно).

Р1122.


ПРИМЕРЫ:

Часть 1.


  1. А. При температуре 240К и давлении 1,66*105Па плотность газа равна 2кг/м3. Какова молярная масса этого газа?

  1. 3.6* 10-3кг/м3.

  2. 230кг/м3.
  3. 24 *10-3кг/м3 4.0,24*105кг/м5. Ответ: 3.


  1. А. Значение температуры по шкале Цельсия, соответствующее абсолютной температуре 10К, равно

1.—2830с. 3. 2630с. Ответ: 4.

2.---2630с. 4. 2830с.

Часть 2 .(в)

Одноатомный идеальный газ неизменной массы в изотермическом процессе совершает работу А больше О. Как меняются в этом процессе объём, давление и внутренняя энергия газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1. увеличивается

2.уменьшается

3. не изменится.

Ответ:1, 2, 3.


ЧАСТЬ С.

Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350К. Плотность смеси оказалась равной50 г/м3. Чему равно давление в газе?

Дано: Т=350К.

Р=50г/м3 =50*10-3кг/м3

М1=4*10-3 к г/моль (гелий)

М2=2*10-3 кг/ моль (водород)

3=28*10-3 кг/моль (азот)

Р -? Решение:

Пусть m - масса одного газа. Тогда плотность смеси: р = 3m/V,

где V -- объём сосуда. Отсюда m/V =p/3.

Запишем закон Менделеева – Клапейрона для каждого газа

PV=m/M*RT. P1=m/V*RT/M1= pRT /3M1.

P2=m/V*RT/M2= pRT/3M2. P3=m/V*RT/M3.

По закону Дальтона: Р=Р1»3.

Р = рRT/3M1+ pRT/3M2+pRT/3M3== pRT/3*(1/M1+1/M2+1/M3).

50*10-3кг/м3*8,31 дж/к моль*350к

Р= ----------------------- ------------------------------------ *

3

* (1/4+1/2 +1/28)*10-3 кг/моль.=38 кПа.



ЗАДАНИЯ ДЛЯ СОМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ:


Часть А.

А1. При понижении абсолютной температуры идеального газа в 1,5 раза средняя кинетическая энергия теплового движения молекул

  1. Увеличится в 1,5 раза

2.уменьшится в 1,5 раза

3.уменьшится в 2,25 раза

4.не изменится

А2.На pv- диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Количество теплоты, полученное газом, равно

р 1. 0кДж

2р 2.10кДж

р V 3.20кДж

4.40кДж

А3. Концентрация 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 5/2 раза

2) возросло в 2 раза 4)снизилось в 5/4 раза

А4. В воздушном насосе перекрыли выходное отверстие и быстро сжали воздух в цилиндре насоса. Какой процесс происходит с воздухом в цилиндре насоса?

  1. изобарный

  2. изохорный

  3. изотермический

  4. адиабатный

А5. Какое из утверждений правильно?

  1. Диффузия наблюдается только в газах и жидкостях.

  2. Диффузия наблюдается только в твёрдых телах.

  3. Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твёрдых телах.

ЧАСТЬ В.


Внутренняя энергия Y молей одноатомного идеального газа равна U. Газ занимает объём – V. R- универсальная газовая постоянная. Чему равны давление и температура газа?

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

Физическая величина Формула


А. Давление газа 1. 2U/3V y- количества вещества

Б. Температура газа 2. U/y V

3. 2U/3yR

4 .U / y R.

Часть С.


Воздушный шар объёмом 2500 М3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 70С, его плотность

1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой.