ФИЗИКА. Термодинамика и молекулярная физика. Задание 2 для 11-х классов. ( учебный год)

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "ФИЗИКА. Термодинамика и молекулярная физика. Задание 2 для 11-х классов. ( учебный год)"

Транскрипт

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа ФИЗИКА Термодинамика и молекулярная физика Задание для -х классов (4 5 учебный год) г. Долгопрудный, 4

2 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Составитель: В.И. Чивилёв, доцент кафедры общей физики МФТИ. Физика: задание для -х классов (4 5 учебный год), 4, 8 с. Дата присылки заданий по физике и математике 8 октября 4 г. Учащийся должен стараться выполнять все задачи и контрольные вопросы в заданиях. Некоторая часть теоретического материала, а также часть задач и контрольных вопросов, являются сложными и потребуют от учащегося больше усилий при изучении и решении. В целях повышения эффективности работы с материалом они обозначены символом «*» (звёздочка). Мы рекомендуем приступать к этим задачам и контрольным вопросам в последнюю очередь, разобравшись вначале с более простыми. Составитель: Чивилёв Виктор Иванович Подписано.6.4. Формат 6 9 /6. Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л.,75. Уч.-изд. л.,55. Тираж. Заказ 7-з. Заочная физико-техническая школа Московского физико-технического института (государственного университета) ООО «Печатный салон ШАНС» Институтский пер., 9, г. Долгопрудный, Москов. обл., 47. ЗФТШ, тел./факс (495) заочное отделение, тел./факс (498) очно-заочное отделение, тел. (499) очное отделение. Наш сайт: ЗФТШ, 4 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

3 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика От автора задания Это задание предназначено для повторения молекулярной физики и термодинамики. Задание сделано двухуровневым: основной уровень и повышенный уровень. В тексте задания материал повышенного уровня выделен звёздочкой. Этот материал может понадобиться при работе с предназначенными для самостоятельного решения контрольными вопросами и задачами повышенного уровня (отмечены звёздочкой).. Основы молекулярно-кинетической теории Под идеальным газом понимают газ, состоящий из молекул, удовлетворяющих двум условиям: ) размеры молекул малы по сравнению со средним расстоянием между ними; ) силы притяжения и отталкивания между молекулами проявляются только на расстояниях между ними, сравнимых с размерами молекул. Молекулы идеального газа могут состоять из одного атома, двух и большего число атомов. Для простейшей модели одноатомного идеального газа, представляющей собой совокупность маленьких твёрдых шариков, упруго соударяющихся друг с другом и со стенками сосуда, можно вывести, используя законы механики Ньютона, основное уравнение молекулярнокинетической теории идеального газа: P ne. () Здесь Р давление газа, п концентрация молекул (число молекул в единице объёма), E средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы (сумма кинетической энергии поступательного движения всех молекул в сосуде, делённая на число молекул в сосуде). Вывод этого уравнения дан в школьном учебнике. Уравнение () оказывается справедливым и для многоатомного идеального газа, молекулы которого могут вращаться и обладать, поэтому, кинетической энергией вращения. Полная кинетическая энергия многоатомной молекулы складывается из кинетической энергии поступательного движения E m v / ( m масса молекулы, v скорость центра масс молекулы) и кинетической энергии вращения. В случае многоатомного идеального газа в () под E подразумевается только средняя кинетическая энергия поступательного движения молеку- лы: E m v /, где v среднее значение квадрата скорости молекулы. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

4 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Пусть есть смесь нескольких идеальных газов. Для каждого газа можно записать уравнение Pi ni Ei, где n концентрация молекул i i - го газа, P парциальное давление этого газа (давление при мысленном удалении из сосуда молекул других газов). Поскольку давле- i ние на стенку сосуда обусловлено ударами о неё молекул, то общее давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений отдельных газов: P P закон Дальтона. i i Температуру можно ввести разными способами. Не останавливаясь на них, отметим, что у идеального газа средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул E связана с температурой T соотношением: E kt, () где k,8 Дж / К постоянная Больцмана. При этом мы считаем, что движение молекул описывается законами механики Ньютона. В системе СИ температура T измеряется в градусах Кельвина (К). В быту температуру часто измеряют в градусах Цельсия ( C ). Температуры, измеряемые по шкале Кельвина T и по шкале Цельсия t, связаны численно соотношением: T t 7. Итак, температура является мерой средней кинетической энергии поступательного движения молекул: m v / kt. Величина kt vкв v () m называется средней квадратичной скоростью. Ясно, что vкв v. Она характеризует скорость хаотического движения молекул, называемого ещё тепловым движением. Интересно заметить, что средняя квадратичная скорость молекул идеального газа почти не отличается от средней арифметической скорости молекул v ср (среднее значение модуля скорости): vкв,85 v ср. Поэтому под средней скоростью теплового движения молекул идеального газа можно понимать любую из этих скоростей. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 4

5 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика. Уравнение состояния идеального газа Связь между давлением, концентрацией и температурой для идеального газа можно получить, исключив E из равенств () и (): P nkt. (4) N Поскольку n ( N число молекул в сосуде объёмом ), то равенство (4) принимает вид: P NkT. (5) Пусть m масса газа в сосуде, молярная масса данного газа, тогда m v есть число молей газа в сосуде. Число молекул N в сосуде, число молей газа v и постоянная Авогадро N A связаны соотноше-. Подставляя это выражение для N в (5), получаем: нием N vn A P vn kt. Произведение постоянной Авогадро A N A 6, моль на постоянную Больцмана k называют универсальной газовой постоянной: R N k 8, Дж/(моль К). Таким A образом, P v RT. (6) Это уравнение, связывающее давление P, объём, температуру T (по шкале Кельвина) и число молей идеального газа v, в записи m P RT (7) называется уравнением Менделеева Клапейрона. Из равенства (7) легко получить зависимость между давлением P, m плотностью и температурой T идеального газа P RT. (8) Каждое из уравнений (5), (6) и (7), связывающих три макроскопических параметра газа P, и T, называется уравнением состояния идеального газа. Здесь, конечно, речь идёт только о газе, находящемся в состоянии термодинамического равновесия, которое означает, что все макроскопические параметры не изменяются со временем. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 5

6 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Несколько слов о равновесных процессах. Если процесс с идеальным газом (или любой термодинамической системой) идёт достаточно медленно, то давление и температура газа во всём объёме газа успевают выровняться и принимают в каждый момент времени одинаковые по всему объёму значения. Это означает, что газ проходит через последовательность равновесных (почти равновесных) состояний. Такой процесс с газом называется равновесным. Другое название равновесного процесса квазистатический. Все реальные процессы протекают с конечной скоростью и поэтому неравновесны. Но в ряде случае неравновесностью можно пренебречь. В равновесном процессе в каждый момент времени температура T, давление P и объём газа имеют вполне определённые значения, т. е. существует зависимость между P и T, и T, P и. Это означает, что равновесный процесс можно изображать в виде графиков этих зависимостей. Неравновесный процесс изобразить графически невозможно. Напомним ещё раз, что соотношения (4) (8) справедливы только для идеальных газов. В смеси нескольких идеальных газов уравнения вида (4) (8) справедливы для каждого газа в отдельности, причём объём и температура T у всех газов одинаковы, а парциальные давления отдельных газов и общее давление в смеси связаны законом Дальтона. Покажем, что для смеси идеальных газов общее давление P, объём, температура T и суммарное число молей v связаны равенством P vrt, (9) которое внешне совпадает с равенством (6) для одного газа. Запишем уравнение состояния для каждого сорта газа: P v RT, P v RT, Сложив все уравнения и учтя, что v v v и P P P (по закону Дальтона), получим (9). Для смеси идеальных газов можно записать уравнение m P RT, () аналогичное уравнению (7) для одного газа. Здесь P давление в смеси, объём смеси, m m m масса смеси, T температура смеси, средняя молярная масса смеси, состоящей из m ср v vv v молей. ср 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 6

7 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Действительно, равенство (9) для смеси идеальных газов можно за- m писать в виде P RT. Учитывая, что m есть ср, получим m/ v v (). Например, средняя молярная масса атмосферного воздуха, в котором азот 8 г / моль N г / моль O преобладает над кислородом, равна 9 г /моль. Поведение реальных газов при достаточно низких температурах и больших плотностях газов уже плохо описывается моделью идеального газа. Задача. В сосуде объёмом 4 л находится 6 г газа под давлением 8 кпа. Оценить среднюю квадратичную скорость молекул газа. Решение. В задаче 4 л 4 м, m 6 г 6 кг, 4 P 8 кпа 8 Па. Запишем уравнение состояния газа P NkT. Если через m обозначить массу молекулы, то m N ; m mvкв kt. Исключая из записанных уравнений N и T, находим среднюю квадратичную скорость v кв P m 4 м/с. Задача. Идеальный газ изотермически расширяют, затем изохорически нагревают и изобарически возвращают в исходное состояние. Нарисовать графики этого равновесного процесса в координатах P, ;, T; P, T. Решение. Построим график в координатах P., В процессе изотермического расширения из состояния в состояние зависимость vrt давления газа P от объёма имеет вид: P, что следует из уравнения состояния идеального газа. Поскольку температура T по- 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 7

8 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика const стоянна, то P, т. е. изотерма является гиперболой (рис. ). В дальнейшем при изохорическом нагревании const, и зависимость P от изображается в координатах P, отрезком вертикальной прямой. Изобарический процесс изображается отрезком горизонтальной прямой. Графики этого процесса в других координатах строятся аналогично и приведены на рис и. Рис. Рис. Рис. Задача. В сосуде находится смесь г углекислого газа и 5 г азота. Найти плотность этой смеси при температуре 7 C и давлении 5 кпа. Газы считать идеальными. Решение. m г кгмасса углекислого газа, m 5г =5 кг г кг г кг масса азота; 44 44, 8 8 моль моль моль моль молярные массы углекислого газа и азота; температура и давление 5 T К, P,5 Па. Запишем уравнение состояния для каждого m m газа: P RT, P RT. Сложив эти уравнения и учтя, что по закону Дальтона P P P, получим m m P RT. Следует отметить, что последнее уравнение можно было бы записать и сразу, если воспользоваться готовым результатом (9). Выразим из полученного уравнения объём смеси и подставим его в выражение для плотности смеси ( m m)/. Окончательно, ( m m ) P,97 кг/м, кг/м. m m RT 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 8

9 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Задача 4. При комнатной температуре четырёхокись азота частично диссоциирует на двуокись азота: NO4 NO. В откачанный сосуд объёмом 5 см вводится m,9 г жидкой четырёхокиси азота. Когда температура в сосуде увеличивается до t 7 C, жидкость полностью испаряется, а давление становится равным P 9 кпа. Какая часть четырёхокиси азота при этом диссоциирует? Решение. Пусть диссоциирует масса m. Тогда парциальное давление двуокиси азота P RT, где m 46 кг/моль. Парциальное давление четырёхокиси азота P RT, где m m 9 кг/моль. По закону Дальтона P P P. Подставив в последнее равенство выражения для P и P, получаем: P m RT m,7 г.. Внутренняя энергия Возьмём макроскопическое тело и перейдём в систему отсчёта, связанную с этим телом. В состав внутренней энергии тела входят кинетическая энергия поступательного движения и вращательного движения молекул, энергия колебательного движения атомов в молекулах, потенциальная энергия взаимодействия молекул друг с другом, энергия электронов в атомах, внутриядерная энергия и др. Будем рассматривать явления, в которых молекулы не изменяют своего строения, а температура ещё не так велика, чтобы была необходимость учитывать энергию колебаний атомов в молекуле. При таких явлениях изменение внутренней энергии тела происходит только за счёт изменения кинетической энергии молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Для общего баланса энергии имеет значение не сама внутренняя энергия, а её изменение. Поэтому под внутренней энергией макроскопического тела можно подразумевать только сумму кинетической энергии теплового движения всех молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 9

10 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Внутренняя энергия есть функция состояния тела, и определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние термодинамического равновесия тела. Потенциальная энергия взаимодействия молекул идеального газа принимается равной нулю. Поэтому внутренняя энергия идеального газа состоит только из кинетической энергии поступательного и вращательного движения молекул и зависит только от температуры. Внутренняя энергия идеального газа от объёма газа не зависит, поскольку расстояние между молекулами не влияет на внутреннюю энергию. Потенциальная энергия взаимодействия молекул реальных газов, жидкостей и твёрдых тел зависит от расстояния между молекулами. В этом случае внутренняя энергия зависит не только от температуры, но и от объёма. Найдём выражения для внутренней энергии одноатомного идеального газа. Средняя кинетическая энергия одной молекулы этого газа даётся выражением (). Поскольку в газе массой m и молярной массой m m содержится молей и N A молекул, то сумма кинетической энергии всех молекул, содержащихся в массе m газа, равна m m N A kt RT, где R kn A универсальная газовая постоянная. Итак, внутренняя энергия одноатомного идеального газа m U RT RT. Анализ этой формулы подтверждает высказанное выше утверждение, что внутренняя энергия некоторой массы конкретного идеального газа зависит только от температуры. 4. Работа в термодинамике Работа, совершаемая термодинамической системой (телом) над окружающими телами, равна по модулю и противоположна по знаку работе, совершаемой окружающими телами над системой. При совершении работы часто встречается случай, когда объём тела меняется. Пусть тело (обычно газ) находится под давлением P и при произвольном изменении формы изменяет свой объём на малую 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

11 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика величину. Работа, совершаемая телом над окружающими телами, равна A P. () При положительном (увеличение объёма газа) работа положительна, при отрицательна. Вывод этого выражения для работы дан в школьном учебнике для частного случая расширения газа, находящегося в цилиндре под поршнем при постоянном давлении. Любой равновесный процесс, в котором давление будет меняться по некоторому закону от объёма, можно разбить на последовательность элементарных процессов с достаточно малым изменением объёма в каждом процессе, вычислить элементарные работы во всех процессах и затем все их сложить. В результате получится работа тела (газа) в процессе с переменным давлением. В координатах P, абсолютная величина этой работы Рис. 4 равна площади под кривой, изображающей зависимость P от при переходе из состояния в состояние (рис. 4). Математически работа выражается интегралом: A P( ) d. В изобарном процессе, когда давление P const, работа тела над окружающими телами A P, где изменение объёма тела за весь процесс, т. е. уже не обязательно мало. Задача 5. Газ переходит из состояния с объёмом и давлением P в состояние с объёмом и давлением P в процессе, при котором его давление P зависит от объёма линейно (рис. 5). Найти работу газа (над окружающими телами). Решение. Работа газа равна заштрихованной на рис. 5 площади трапеции: A ( P P )( ). Рис. 5 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

12 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика 5. Количество теплоты. Теплоёмкость Энергия, передаваемая телу окружающей средой (другим телом) без совершения работы, называется количеством теплоты. Такой процесс передачи энергии называется теплообменом. Сообщим телу (термодинамической системе) в некотором процессе небольшое количество теплоты Q. Будем считать Q, если тело получает теплоту, и Q, если отдаёт теплоту. Температура тела при этом изменяется на величину T. При повышении температуры T, при понижении температуры T. Теплоёмкостью тела в данном процессе называется величина Q C. () T Из определения теплоёмкости не следует, что она должна оставаться постоянной в данном процессе. Теплоёмкость может изменяться в течение процесса. Ясно, что теплоёмкость одного и того же тела может быть положительной, отрицательной, нулевой и даже бесконечной в зависимости от характера процесса. Приведём примеры. Пусть есть газ в цилиндре с Рис. 6 поршнем (рис. 6). Осуществим с этим газом четыре различных процесса. Первый процесс. Будем подогревать газ, закрепив поршень. В таком процессе, когда объём газа постоянен, Q и T. Следовательно, C Q / T. Второй процесс. Передвигаем поршень влево, уменьшая объём газа. Газ будет нагреваться, т. е. T. Дадим возможность газу отдавать тепло через стенки цилиндра окружающей среде так, чтобы температура газа всё же повышалась (поместим цилиндр в более холодную среду). Тогда количество теплоты, сообщённое газу, Q, и теплоёмкость газа в таком процессе отрицательна. Третий процесс. Процесс сжатия газа проведём адиабатически, заключив цилиндр в теплонепроницаемую оболочку и теплоизолировав поверхность поршня от газа. В таком процессе Q, T и теплоёмкость газа равна нулю. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

13 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Четвёртый процесс. Будем сообщать газу теплоту, двигая при этом поршень вправо так, чтобы температура оставалась постоянной (изотермический процесс). Тогда T и C. Введём понятия удельной и молярной теплоёмкостей. Удельная теплоёмкость теплоёмкость единицы массы тела: Q cуд. () m T Молярная теплоёмкость теплоёмкость одного моля тела: Q c. (4) v T Здесь v число молей тела, m масса тела. Очевидно, что знаки удельной и молярной теплоёмкостей совпадают со знаком теплоёмкости тела в данном процессе. Легко показать, что C mcуд vc ; c c. уд 6. Первый закон термодинамики Внутренняя энергия тела (термодинамической системы) может меняться при совершении работы и в процессе теплопередачи. Закон сохранения и превращения энергии, распространённый на тепловые явления, называется первым законом термодинамики (первым началом термодинамики) и записывается в виде Q U A. (5) Здесь Q количество теплоты, сообщённое системе. Q считается положительным, если система в процессе теплопередачи получает энергию, и отрицательным, если отдаёт энергию, U изменение внутренней энергии системы, A работа, совершаемая системой над окружающими телами. В зависимости от характера процесса Q, U и A могут быть любого знака и даже нулевыми. Покажем, что для любого идеального газа (одноатомного, двухатомного, многоатомного) изменение внутренней энергии U в любом процессе можно находить по формуле U vc T. (6) Здесь T изменение температуры в этом процессе, v число молей газа, c молярная теплоёмкость газа при постоянном объёме. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

14 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика * Для доказательства проведём с газом процесс при постоянном объёме, изменив температуру от T T T T. Тогда количество теплоты Q vc T, согласно определению теплоёмкости, а работа газа A, т. к. объём const. По первому закону термодинамики Q U A, и поэтому vc T U. Поскольку внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, то в любом другом процессе, когда температура меняется от T до T, изменение внутренней энергии находится по формуле, полученной в процессе с const. У идеального газа при T значение внутренней энергии полагается равным нулю. Если считать ещё, что c не зависит от температуры, т. е. c const, то можно записать, что U vc T. (7) Найдём значение молярной теплоёмкости при постоянном объёме у одноатомного идеального газа. Поскольку U vc T и U Rv T, то c R. Интересно заметить, что молярная теплоёмкость при постоянном объёме у всех одноатомных идеальных газов получилась одна и та же: c R. (8) Оказывается, что молярные теплоёмкости при постоянном объёме T до у всех двухатомных идеальных газов равны 5 R, а у трёхатомных и многоатомных (атомы у которых расположены не на одной прямой) R. Удельные же теплоёмкости у всех одноатомных идеальных газов различные и зависят от молярной массы. Аналогично для двухатомных и многоатомных газов. Заметим, что указанные значения молярной теплоёмкости верны, если температура газа не слишком велика, и поэтому колебания атомов в молекуле не учитываются. Приведём полезную таблицу с выражениями для молярной теплоёмкости c и средней кинетической энергии E поступательного и вращательного движений молекулы у одноатомного, двухатомного и многоатомного идеального газа (в этой таблице k постоянная Больцмана): 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 4

15 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Газ одноатомный двухатомный многоатомный E kt 5 kt kt c R 5 R R В заключение выведем уравнение Роберта Майера cp c R, (9) связывающее молярные теплоёмкости при постоянном давлении c P и постоянном объёме c для любого идеального газа. * Для вывода проведём изобарический процесс с v молями идеального газа, переведя газ из состояния с параметрами P,, T в состояние с параметрами P,, T. По первому закону термодинамики vcpt vct P. Запишем уравнения состояния газа P vrt и P vrt. Вычтя из одного уравнения другое и учтя, что и T T T, получим P vr T. Таким образом, vc T vc T vr T. Отсюда c c R. P P Задача 6. Теплоизолированный сосуд разделён на две части перегородкой. В одной части находится v молей молекулярного кислорода O при температуре T, а в другом v молей азота N при температуре T. Какая температура установится в смеси газов после того, как в перегородке появится отверстие? Решение. Рассмотрим систему из двух газов. Оба газа двухатомные. У них одинаковая молярная теплоёмкость при постоянном объёме c. Система из двух газов не получает тепла от других тел и работы над телами, не входящими в систему, не совершает. Поэтому внутренняя энергия системы сохраняется: v c T v c T v c T v c T. vt vt Отсюда температура смеси T. v v 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 5

16 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Задача 7. Идеальный газ массой m кг находится под давлением 5 P,5 Па. Газ нагрели, давая ему расширяться. Какова удельная теплоёмкость газа в этом процессе, если его температура повысилась на T K, а объём увеличился на, м? Удельная теплоёмкость этого газа при постоянном объёме суд 7 Дж/(кг К). Предполагается, что изменения параметров газа в результате проведения процесса малы. Решение. Удельная теплоёмкость в данном процессе Q cуд. m T По первому закону термодинамики Q mc T P. Итак, уд P cуд cуд 85 Дж/(кг К). mt Задача 8. В цилиндре под поршнем находится некоторая масса воздуха. На его нагревание при постоянном давлении затрачено количество теплоты Q кдж. Найти работу, совершённую при этом газом. Удельная теплоёмкость воздуха при постоянном давлении суд P Дж/(кг К). Молярная масса воздуха 9 г/моль. Решение. способ. Пусть газ перевели из состояния с параметрами P,, T в состояние с параметрами P,, T. Запишем уравнение Менделеева Клапейрона для обоих состояний и вычтем из одного уравнения другое. Учитывая, что, T T T, имеем m m P R T. Но P Aработа газа. Поэтому A R T. При изобарическом процессе Q mcуд T. Окончательно, P RQ A,74 Дж,74 кдж. cуд P способ. Согласно уравнению Р. Майера удельные теплоёмкости при постоянном давлении c удp и при постоянном объёме c уд связаны R соотношением cуд cуд. По первому закону термодинамики P Q mcуд T A. Подставляя в последнее равенство и выражение для c уд, находим А. m Q c T удp 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 6

17 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика 7. Круговые процессы (циклы) Круговым процессом (или циклом) называется термодинамический процесс с телом, в результате совершения которого тело, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное состояние. Если все процессы в цикле равновесные, то цикл считается равновесными. Его можно изобразить графически, и получится замкнутая кривая. На рис. 7 показан график зависимости давления P от объёма (диаграмма P ) для некоторого цикла 4, совершаемого газом. На участке 4 газ расширяется и совершает положительную работу A, численно равную площади фигуры 4. На участке 4 Рис. 7 газ сжимается и совершает отрицательную работу A, модуль которой равен площади фигуры 4. Полная работа газа за цикл A A A, т. е. положительна и равна площади фигуры 4, изображающей цикл на диаграмме P. Прямым циклом называется круговой процесс, в котором тело совершает положительную работу за цикл. Прямой равновесный цикл на диаграмме P изображается замкнутой кривой, которая обходится по часовой стрелке. Пример прямого цикла дан на рис. 7. Обратным циклом называется круговой процесс, в котором тело совершает отрицательную работу за цикл. На диаграмме P замкнутая кривая равновесного обратного цикла обходится против часовой стрелки. В любом равновесном цикле работа за цикл равна по модулю площади фигуры, ограниченной кривой на диаграмме P. В круговом процессе тело возвращается в исходное состояние, т. е. в состояние с первоначальной внутренней энергией. Это значит, что изменение внутренней энергии за цикл равно нулю: U. Так как по первому закону термодинамики для всего цикла Q U A, то Q A. Итак, алгебраическая сумма всех количеств теплоты, полученной телом за цикл, равна работе тела за цикл. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 7

18 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика На некоторых участках прямого цикла тело получает от окружающих тел количество теплоты Q ( Q ), а на некоторых отдаёт Q, т. е. получает отрицательное количество теплоты «Q» ( Q ). За цикл тело совершает положительную работу A. Коэффициентом A полезного действия прямого цикла называется величина. По- Q скольку A Q ( Q ), то Q Q Q. () Q Q Для обратного цикла коэффициент полезного действия не вводится. 8. Тепловые машины Пусть есть тело, называемое рабочим телом, которое может совершать цикл (не обязательно равновесный), периодически вступая в тепловой контакт с двумя телами. Тело с более высокой температурой назовём условно нагревателем, а с более низкой температурой холодильником. За цикл рабочее тело совершает положительную или отрицательную работу A. Такое устройство будем называть тепловой машиной. Тепловая машина, которая служит для получения механической работы, называется тепловым двигателем. Тепловая машина, служащая для передачи количества теплоты от менее нагретого тела (холодильника) к более нагретому (нагревателю), используя работу окружающих тел над рабочим телом, называется тепловым насосом или холодильной установкой (холодильником). Деление на тепловые насосы и холодильные установки условное, связанное с предназначением этих тепловых машин. Тепловой насос используется для поддержания в помещении температуры, которая выше температуры окружающей среды. Холодильная установка используется для поддержания в некотором объёме (камере) температуры более низкой, чем снаружи. В тепловом двигателе рабочее тело совершает прямой цикл, а в тепловом насосе и холодильной установке обратный. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 8

19 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика В тепловом двигателе рабочее тело получает за цикл от нагревателя количество теплоты Q (рис. 8) и отдаёт холодильнику положительное количество теплоты Q (получает от холодильника отрицательное количество теплоты «Q»). При этом за цикл рабочее тело совершает работу A. Коэффициентом полезного действия (КПД) P Рис. 8 Рис. 9 теплового двигателя называется КПД соответствующего прямого цикла, т. е. отношение совершаемой за цикл работы A к полученному за цикл от нагревателя количеству теплоты Q A :. По первому закону термодинамики, применённому к рабочему телу теплового двигателя за цикл, Q ( Q ) A. Поэтому Q Q Q. Q Q Видим, что КПД теплового двигателя меньше единицы. Причиной этого является то, что для обеспечения периодичности в работе теплового двигателя необходимо часть тепла, взятого у нагревателя, обязательно отдать холодильнику. С. Карно (796 8) установил, что максимальный КПД теплового двигателя, работающего с нагревателем температуры T и холодильником температуры T, независимо от рабочего тела есть T T Q. () 4 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 9

20 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Это достигается, если рабочее тело совершает цикл Карно, т. е. равновесный цикл, состоящий из двух адиабат и двух изотерм с температурами T и T. На изотерме с T рабочее тело получает тепло от нагревателя, а на изотерме с T отдаёт тепло холодильнику. Цикл Карно для идеального газа изображён на рис. 9: и 4 изотермы, и 4 адиабаты. Тепловая машина, работающая по прямому или обратному циклу Карно, называется идеальной тепловой машиной. Задача 9. Газ, совершающий цикл Карно, отдаёт холодильнику 7% теплоты, полученной от нагревателя. Температура нагревателя T 4 K. Найти температуру холодильника. Решение. Пусть газ получает за цикл от нагревателя количество теплоты Q. Тогда холодильник получает от газа количество теплоты, 7Q. Применив первый закон термодинамики для всего цикла, получим, что Q (,7 Q) A. Отсюда работа за цикл A,Q. КПД A цикла,. Поскольку для цикла Карно T, то температура холодильника T T ( ),7T Q T 8 K. Задача. КПД тепловой машины, работающей по циклу (рис. ), состоящему из изотермы, изохоры и адиабатического процесса, равен, а разность максимальной и минимальной температур газа в цикле равна T. Найти работу, совершённую молями одноатомного идеального газа в изотермическом процессе. Решение. При решении задач, в которых фигурирует КПД цикла, полезно предварительно проанализировать все участки цикла, Рис. используя первый закон термодинамики, и выявить участки, где рабочее тело получает и где отдаёт тепло. Проведём мысленно ряд изотерм на диаграмме P. Тогда станет ясно, что максимальная температура в цикле будет на изотерме, а минимальная в точке. Обозначим их через T и T соответственно. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

21 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Для участка изменение внутренней энергии U U. По первому закону термодинамики Q ( U U) A. Так как на участке газ расширялся, то работа газа A. Значит, и подведённое к газу тепло на этом участке Q, причём Q A. На участке работа газа равна нулю. Поэтому Q U U. Воспользовавшись записанными выше выражениями для U и U и тем, что T T T, получим Q vc T. Это означает, что на участке газ получает отрицательное количество теплоты, т. е. фактически отдаёт тепло. На участке теплообмена нет, т. е. Q и по -му закону термодинамики ( U U) A. Тогда работа газа A U U vc( T T ) vc T. Итак, за цикл газ совершил работу A A A vc T и получил тепло только на участке. КПД цикла A A A vc T. Q A Так как c R, то работа газа на изотерме vrt A. ( ) 9. Фазовые превращения Состояния, в которых может находиться то или иное вещество, можно разделить на так называемые агрегатные состояния: твёрдое, жидкое, газообразное. У некоторых веществ нет резкой границы между различными агрегатными состояниями. Например, при нагревании стекла (или другого аморфного вещества) происходит постепенное его размягчение, и невозможно установить момент перехода из твёрдого состояния в жидкое. Вещество может переходить из одного состояния в другое. Если при этом меняется агрегатное состояние вещества или скачком меняются некоторые характеристики и физические свойства вещества (объём, плотность, теплопроводность, теплоёмкость и др.), то говорят, что произошёл фазовый переход вещество перешло из одной фазы в другую. Фазой называется физически однородная часть вещества, отделённая от других частей границей раздела. Пусть в сосуде заключена вода, над которой находится смесь воздуха и водяных паров. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

22 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Эта система является двухфазной, состоящей из жидкой фазы и газообразной. Можно сделать систему и с двумя различными жидкими фазами: капелька ртути в сосуде с водой. Капельки тумана в воздухе образуют с ним двухфазную систему. Условия равновесия фаз для многокомпонентных веществ, т. е. веществ, состоящих из однородной смеси нескольких сортов молекул, достаточно сложны. Например, для смеси вода спирт газообразная и жидкая фазы этой смеси при равновесии имеют различные концентрации своих компонент, зависящие от давления и температуры. Ниже будут рассмотрены фазовые превращения только для однокомпонентных веществ. При заданном давлении существует вполне определённая температура, при которой две фазы однокомпонентного вещества находятся в равновесии и могут переходить друг в друга при этой температуре. Пока одна фаза полностью не перейдёт в другую, температура будет оставаться постоянной, несмотря на подвод или отвод тепла. Поясним это на примерах. Рассмотрим двухфазную систему вода пар, находящуюся в замкнутом сосуде. При давлении P атм Па равновесие между 5 паром и водой наступит при С. Подвод к системе тепла вызывает кипение переход жидкости в газ при постоянной температуре. Отвод от системы тепла вызывает конденсацию переход пара в жидкость. При давлении,58p (почти вдвое меньше нормального атмосферного) равновесие между паром и водой наступает при 85 C. При давлении P равновесие фаз достигается при температуре C (такие условия в скороварке). Другой пример. Фазовое равновесие между льдом и водой при внешнем давлении P атм осуществляется, как известно, при С. Увеличение внешнего давления на одну атмосферу понижает температуру фазового перехода на,7 C. Это значит, что температура плавления льда понизится на эту же незначительную величину. Фазовые переходы для однокомпонентного вещества, сопровождающиеся переходом из одного агрегатного состояния в другое, идут с поглощением или выделением тепла. К ним относятся плавление и кристаллизация, испарение и конденсация. Причём, если при переходе из одной фазы в другую тепло выделяется, то при обратном переходе поглощается такое же количество теплоты. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

23 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Чтобы расплавить кристаллическое тело массой m, надо подвести количество теплоты Q m. () Коэффициент пропорциональности называется удельной теплотой плавления. Вообще говоря, зависит от той температуры, при которой происходит фазовый переход (температура плавления). Во многих реальных ситуациях этой зависимостью можно пренебречь. Для превращения в пар жидкости массой m надо подвести количество теплоты Q r m. () Коэффициент пропорциональности r называется удельной теплотой парообразования. r зависит от температуры кипения, т. е. от той температуры, при которой осуществляется фазовое равновесие жидкость пар для заданного давления. Значения и r для разных веществ даются в таблицах обычно для тех температур фазовых переходов, которые соответствуют нормальному атмосферному давлению. При этом в величины и особенно r входит не только изменение внутренней энергии вещества при переходе одной фазы в другую, но и работа этого вещества над внешними телами при фазовом переходе! Например, удельная теплота парообразования воды при C и P Па на 9/ состоит из изменения 5 внутренней энергии вода пар и на / (чуть меньше) из работы, которую совершает расширяющийся пар над окружающими телами. Задача. В латунном калориметре массой m г находится кусок льда массой m г при температуре t C. Сколько пара, имеющего температуру t C, необходимо впустить в калориметр, чтобы образовавшаяся вода имела температуру 4 C? Удельные теплоёмкости латуни, льда и воды c, Дж/(кг К), удельная теплота парообразования воды теплота плавления льда c,4 Дж/(кг К), c 4,9 Дж/(кг К) соответственно; 4,6 Дж/кг. 5 r,6 Дж/кг ; удельная 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович

24 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Решение. При конденсации пара массой m при C ( T 7 K ) выделяется количество теплоты Q rm. При охлаждении получившейся воды от T 7 K до K ( 4 C ) выделяется количество теплоты Q cm( T ). При нагревании льда от T 6 K ( C) до T 7 K ( C) поглощается количество теплоты Q cm ( T T ). При плавлении льда поглощается количество теплоты Q4 m. При нагревании получившейся воды от T до поглощается количество теплоты Q5 cm ( T ). Для нагревания калориметра от T до требуется количество теплоты Q6 cm ( T ). По закону сохранения энергии Q Q Q Q4 Q5 Q6, или rm c m( T ) c m ( T T ) m c m ( T ) c m ( T ). c m ( T T ) m c m ( T ) c m ( T ) m r c ( T ) Отсюда кг г.. Насыщенный пар. Кипение. Влажность Насыщенным (насыщающим) паром называется пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью: скорость испарения равна скорости конденсации. Давление и плотность насыщенного пара для данного вещества зависят от его температуры и увеличиваются при увеличении температуры. Условие кипения жидкости это условие роста пузырьков насыщенного пара в жидкости. Пузырёк может расти, если давление насыщенного пара внутри него будет не меньше внешнего давления. Итак, жидкость кипит при той температуре, при которой давление её насыщенных паров равно внешнему давлению. Приведём полезный пример. 5 Известно, что при нормальном атмосферном давлении P Па вода кипит при C. Это означает, что давление насыщенных паров воды при C равно 5 P Па. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 4

25 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Пары воды в атмосферном воздухе обычно ненасыщенные. Абсолютной влажностью воздуха называется плотность водяных паров. Относительной влажностью воздуха называется величина P. (4) P Здесь P парциальное давление паров воды при данной температуре в смеси воздух пары воды, P нас парциальное давление насыщенных водяных паров при той же температуре. Опыт показывает, что P нас зависит только от температуры и не зависит от плотности и состава воздуха. Если пар считать идеальным газом, то P нас RT нас, Pнас RT, где и нас плотности ненасыщенного и насыщенного водяного пара, 8 г/моль. Деление одного уравнения на другое даёт P P. Итак, нас нас P. (5) P нас нас Задача. Воздух имеет температуру 6 C и абсолютную влаж- ность 5 г/м. Какой будет абсолютная влажность этого воздуха, если температура понизится до C? Известно, что при C давление насыщенного пара воды P Па. Решение. При C ( T 8 К) плотность насыщенных паров воды P 9,4 кг/м 9,4 г/м. Эта величина меньше, чем RT 5 г/м. Поэтому часть пара сконденсируется, и абсолютная влажность будет 9,4 г/м. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 5

26 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика Контрольные вопросы. Во сколько раз отличаются средние квадратичные скорости молекул водорода и молекул углекислого газа при одной и той же температуре?. Увеличивалось или уменьшалось давление постоянной массы идеального газа в процессе, изображённом на рис. Рис. T. На рис. показан замкнутый цикл для некоторой массы идеального газа в координатах T,. Изобразите его в координатах T, P и P,. 4. Найдите среднюю молярную массу смеси из углекислого газа и гелия, в которой на долю углекислого газа приходится 4% массы, а на долю гелия 6%. 5. Перегородка разделяет теплоизолированный сосуд на две неравные части. В одной части сосуда находится кислород при некоторой температуре, в другой кислород при той же температуре, но под другим давлением. Как изменится температура газа после разгерметизации перегородки? Кислород считать идеальным газом. 6. В прямом цикле Карно абсолютная температура нагревателя в,5 раза больше абсолютной температуры холодильника. Какая доля теплоты, полученной рабочим телом от нагревателя, передаётся холодильнику? o 7. Как вызвать кипение воды при 7 C? o 8. Вечером при температуре 4 C относительная влажность воздуха была 8%. Ночью температура понизилась до 6C и выпала роса. o Какая масса водяного пара сконденсировалось из воздуха объёмом м? Необходимые данные взять из таблиц. Рис. 4 T 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 6

27 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика 9. В цилиндре под поршнем находится насыщенный пар. Объём пара уменьшили в три раза, медленно передвигая поршень и поддерживая температуру постоянной. Как изменялось давление пара в таком процессе?. В цилиндре под поршнем находится водяной пар при температуре C и давлении 4 кпа. Каким станет давление пара в ци- o линдре, если объем пара изотермически уменьшить в раза? Задачи. При температуре T = K средняя квадратичная скорость молекул газа v 5 м/с, а плотность газа центрацию молекул газа.,8 кг/м. Найдите кон-. В сосуде находится 8 г водорода и 8 г азота при температуре o C и давлении МПа. Найти среднюю молярную массу смеси и объем сосуда.. Воздух состоит в основном из азота и кислорода. Концентрация молекул азота в 4 раза больше концентрации молекул кислорода. Чему равна суммарная кинетическая энергия вращения всех молекул азота, содержащегося в комнате объёмом 6 м? Атмосферное 5 давление Р Па. 4. С газообразным гелием проводится циклический процесс, состоящий из процесса с линейной зависимостью давления от объёма, изобарического сжатия и изохорического нагревания (рис. ). Известно, что объём в состоянии в три раза больше, чем в состоянии. Найдите отношение работы газа в цикле к количеству теплоты, подведённой к газу в изохорическом процессе. раза в процессе 5. Температура гелия, монотонно возрастая, увеличилась в k = P const P давление, объёмгаза, а его внутренняя энергия изменилась на Дж. Найти: ) начальный объём газа; ) начальное давление P газа. Максимальный объём, который занимал газ в этом процессе, max л. P Рис. 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 7

28 4-5 уч. год,, кл. Физика. Термодинамика и молекулярная физика 6. Моль идеального одноатомного газа в цикле совершает работу A 845Дж. Цикл состоит (рис. 4) из процесса, в котором теплоемкость газа остается постоянной, процесса, в котором давление газа является линейной функцией объёма, и изохорического нагрева. Найти молярную теплоёмкость газа в процессе, если известно, что T =9K, T = T =K, / =. P Рис Идеальный газ используется как рабочее тело в тепловой машине, работающей по циклу, состоящему из адиабатического расширения, изотермического сжатия и изобарического расширения (рис. 5). КПД цикла равен, при изотермическом сжатии над газом совершается работа A A. Какую работу совершает машина в указанном цикле? T T P Рис При изотермическом сжатии 8г водяного пара при температуре T 7 K его объём уменьшился в 4 раза, а давление возросло вдвое. Найти начальный объём пара. 9. В калориметр, содержащий г воды при температуре o 8C, o опускают г льда, температура которого равна C. Какая температура установится в калориметре? Каково будет содержимое калориметра после установления теплового равновесия? 4, ЗФТШ МФТИ, Чивилёв Виктор Иванович 8


ФИЗИКА. Термодинамика и молекулярная физика. Задание 2 для 11-х классов. ( учебный год)

ФИЗИКА. Термодинамика и молекулярная физика. Задание 2 для 11-х классов. ( учебный год) Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа ФИЗИКА Термодинамика и молекулярная физика Задание

Подробнее

v - среднее значение квадрата скорости

v - среднее значение квадрата скорости Теоретическая справка к лекции 3 Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ) Газы принимают форму сосуда и полностью заполняют объѐм, ограниченный непроницаемыми для газа стенками Стремясь расшириться,

Подробнее

ВАРИАНТ 1. а) найти работу газа и количество теплоты, сообщенной газу. б) решить задачу при условии, что газ расширялся изобарически.

ВАРИАНТ 1. а) найти работу газа и количество теплоты, сообщенной газу. б) решить задачу при условии, что газ расширялся изобарически. ВАРИАНТ 1 1. Два сосуда емкостью 0,2 и 0,1 л разделены подвижным поршнем, не проводящим тепло. Начальная температура газа в сосудах 300 К, давление 1,01 10 5 Па. Меньший сосуд охладили до 273 К, а больший

Подробнее

2.Молекулярная физика и термодинамика 7. Распределение Максвелла и Больцмана.

2.Молекулярная физика и термодинамика 7. Распределение Максвелла и Больцмана. Условие задачи Решение 2.Молекулярная физика и термодинамика 7. Распределение Максвелла и Больцмана. Формула Больцмана характеризует распределение частиц, находящихся в состоянии хаотического теплового

Подробнее

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра физики. ТЕРМОДИНАМИКА (Часть 1) ТЕРМОДИНАМИКА (Часть 1)

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра физики. ТЕРМОДИНАМИКА (Часть 1) ТЕРМОДИНАМИКА (Часть 1) ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра

Подробнее

Основные положения термодинамики

Основные положения термодинамики Основные положения термодинамики (по учебнику А.В.Грачева и др. Физика: 10 класс) Термодинамической системой называют совокупность очень большого числа частиц (сравнимого с числом Авогадро N A 6 10 3 (моль)

Подробнее

Задание 5 для 8 класса ( учебный год) Влажность. Кипение. Фазовые переходы. Часть 1. Теория и примеры решения задач

Задание 5 для 8 класса ( учебный год) Влажность. Кипение. Фазовые переходы. Часть 1. Теория и примеры решения задач Задание 5 для 8 класса (2017-2018 учебный год) Влажность. Кипение. Фазовые переходы. Часть 1. Теория и примеры решения задач Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность. Как отмечалось в задании «Газовые

Подробнее

Вариант 1. Законы идеального газа Первое начало термодинамики Второе начало термодинамики Вариант 2. Законы идеального газа

Вариант 1. Законы идеального газа Первое начало термодинамики Второе начало термодинамики Вариант 2. Законы идеального газа Вариант 1. 1.1. Какую температуру имеют 2 г азота, занимающего объем 820 см 3 при давлении 2 атм? 1.2. В цилиндр длиной 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении, начали медленно

Подробнее

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Старикова А.Л.

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Старикова А.Л. Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Подробнее

Физика газов. Термодинамика Краткие теоретические сведения

Физика газов. Термодинамика Краткие теоретические сведения А Р, Дж 00 0 0 03 04 05 06 07 08 09 Т, К 480 485 490 495 500 505 50 55 50 55 Т, К 60 65 70 75 80 85 90 95 300 305 5. Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в n раз выше, чем температура

Подробнее

Молекулярно-кинетическая теория

Молекулярно-кинетическая теория Оглавление 2 Молекулярно-кинетическая теория 2 21 Строение вещества Уравнение состояния 2 211 Пример количество атомов 2 212 Пример химический состав 2 213 Пример воздух в комнате 3 214 Пример воздушный

Подробнее

Занятие 8. Термодинамика

Занятие 8. Термодинамика Занятие 8. Термодинамика Вариант 4... Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры?. Увеличивается. Уменьшается. Не изменяется 4. Это не связанные величины 4... Давление

Подробнее

Учитель: Горшкова Л.А. МБОУ СОШ 44 г. Сургут

Учитель: Горшкова Л.А. МБОУ СОШ 44 г. Сургут Учитель: Горшкова Л.А. МБОУ СОШ 44 г. Сургут Цель: повторение основных понятий, законов и формул ТЕРМОДИНАМИКИ в соответствии с кодификатором ЕГЭ 1. Тепловое равновесие и температура. 2. Внутренняя энергия.

Подробнее

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 5. МКТ. II закон термодинамики

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 5. МКТ. II закон термодинамики ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 5 МКТ. II закон термодинамики Вариант 1 1. Плотность некоторого газа ρ = 3 10 3 кг/м 3. Найти давление Р газа, которое он оказывает на стенки сосуда, если средняя квадратичная скорость

Подробнее

Задания для самостоятельной работы студентов Модуль 3

Задания для самостоятельной работы студентов Модуль 3 Задания для самостоятельной работы студентов Модуль 3 Модуль 3... 3 Тема 1. Идеальный газ. Уравнение Менделеева-Клапейрона... 3 Тема 2. Уравнение МКТ для давления. Закон равнораспределения энергии молекул

Подробнее

ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 7

ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 7 ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 7. Чему равна внутренняя энергия трехатомного газа, заключенного в сосуде объемом л под давлением атм.? Считать, что молекулы совершают все виды молекулярного

Подробнее

Мастер-класс 3 декабря 2016 года. Термодинамика, часть 2.

Мастер-класс 3 декабря 2016 года. Термодинамика, часть 2. Мастер-класс 3 декабря 2016 года. Термодинамика, часть 2. Задачи. 1. В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Если часть газа выпустить из сосуда при постоянной температуре, то как изменятся

Подробнее

ТЕМА.

ТЕМА. ТЕМА Лекция 8. Работа газа в циклическом процессе. Тепловые двигатели. Цикл Карно. Матрончик Алексей Юрьевич кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики НИЯУ МИФИ, эксперт ГИА-11 по

Подробнее

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Изменение физических величин в процессах, часть 1 1. Температуру холодильника идеальной тепловой машины уменьшили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя

Подробнее

Основные законы и формулы

Основные законы и формулы 2.3. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Основные законы и формулы Термодинамика исследует тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Физическая система в термодинамике (её обычно называют термодинамической) представляет

Подробнее

Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ

Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Термодинамика Внутренняя энергия Поскольку молекулы движутся, любое

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 155 (New) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА ПО МЕТОДУ КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 155 (New) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА ПО МЕТОДУ КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 55 (New) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗА ПО МЕТОДУ КЛЕМАНА-ДЕЗОРМА C C P Цель работы Целью работы является изучение изохорического и адиабатического процессов идеального газа

Подробнее

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА. Лекция 12 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА. Лекция 12 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Лекция 12 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Термины и понятия Абсолютная температура газа Вакуум Длина свободного пробега Законы идеального газа Идеальный газ Изобара Изобарический

Подробнее

6 Молекулярная физика и термодинамика. Основные формулы и определения

6 Молекулярная физика и термодинамика. Основные формулы и определения 6 Молекулярная физика и термодинамика Основные формулы и определения Скорость каждой молекулы идеального газа представляет собой случайную величину. Функция плотности распределения вероятности случайной

Подробнее

Дистанционная подготовка Abitu.ru ФИЗИКА. Статья 11. Тепловые машины.

Дистанционная подготовка Abitu.ru ФИЗИКА. Статья 11. Тепловые машины. Дистанционная подготовка bituru ФИЗИКА Статья Тепловые машины Теоретический материал В этой статье мы рассмотрим замкнутые процессы с газом Любой замкнутый процесс называется циклическим процессом или

Подробнее

8. Тесты для самостоятельного решения (часть 1 заданий ЕГЭ)

8. Тесты для самостоятельного решения (часть 1 заданий ЕГЭ) 8. Тесты для самостоятельного решения (часть 1 заданий ЕГЭ) А8.1. Какой параметр x идеального газа можно определить по формуле x p ( E) =, где: p давление газа, E средняя кинетическая энергия поступательного

Подробнее

При температуре 250 K и давлении плотность газа равна Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в кг/моль с точностью до десятитысячных.

При температуре 250 K и давлении плотность газа равна Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в кг/моль с точностью до десятитысячных. Термодинамика и молекулярная физика 1. При температуре 250 K и давлении плотность газа равна Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в кг/моль с точностью до десятитысячных. 2. Воздух охлаждали

Подробнее

Федеральное агентство по образованию. ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ. Кафедра физики

Федеральное агентство по образованию. ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ. Кафедра физики Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ Кафедра физики ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: ТЕРМОДИНАМИКА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА МЕТОДИЧЕСКИЕ

Подробнее

Теория: Молекулярная физика. Термодинамика

Теория: Молекулярная физика. Термодинамика Физико-технический факультет Теория: Молекулярная физика. Термодинамика Шимко Елена Анатольевна к.п.н., доцент кафедры общей и экспериментальной физики АлтГУ, председатель краевой предметной комиссии по

Подробнее

ТЕРМОДИНАМИКА. 1. При постоянном давлении 10 5 Па газ совершил работу 10 4 Дж. Объем газа при этом

ТЕРМОДИНАМИКА. 1. При постоянном давлении 10 5 Па газ совершил работу 10 4 Дж. Объем газа при этом p. При постоянном давлении 0 Па газ совершил работу 0. Объем газа при этом A) Увеличился на м B) Увеличился на 0 м C) Увеличился на 0, м D) Уменьшился на 0, м E) Уменьшился на 0 м ТЕРМОДИНАМИКА. Температура

Подробнее

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ. МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра физики МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА, ТЕРМОДИНАМИКА. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Подробнее

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Первый закон термодинамики Всероссийская олимпиада школьников по физике................... Московская физическая олимпиада...........................

Подробнее

Задание 4. Влажность. Кипение. Фазовые переходы. ( учебный год). Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность.

Задание 4. Влажность. Кипение. Фазовые переходы. ( учебный год). Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность. Задание 4. Влажность. Кипение. Фазовые переходы. (2014-2015 учебный год). Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность. Как отмечалось в первом задании, в жидкости (или твердом теле) при любой температуре

Подробнее

Занятие 8 Тема: Второе начало термодинамики. Цель: Циклические процессы с газом. Цикл Карно, его к.п.д. Энтропия. Краткая теория

Занятие 8 Тема: Второе начало термодинамики. Цель: Циклические процессы с газом. Цикл Карно, его к.п.д. Энтропия. Краткая теория Занятие 8 Тема: Второе начало термодинамики Цель: Циклические процессы с газом Цикл Карно, его кпд Энтропия Краткая теория Циклический процесс - процесс, при котором начальное и конечное состояния газа

Подробнее

ФИЗИКА. Законы сохранения энергии в тепловых процессах. Фазовые превращения. Задание 3 для 10-х классов ( учебный год)

ФИЗИКА. Законы сохранения энергии в тепловых процессах. Фазовые превращения. Задание 3 для 10-х классов ( учебный год) Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа ФИЗИКА Законы сохранения энергии в тепловых процессах.

Подробнее

Индивидуальное. задание N 7

Индивидуальное. задание N 7 Индивидуальное задание N 7 1.1. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление Р 1 =2 МПа и температура Т 1 =800 К, в другом Р 2 =2,5 МПа, Т 2 =200 К. Сосуды соединили трубкой

Подробнее

1. Термический коэффициент полезного действия (КПД) цикла равен. η). (1)

1. Термический коэффициент полезного действия (КПД) цикла равен. η). (1) .9. Примеры применения второго начала термодинамики Пример. огда газ в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большим запасом внутренней энергии: в момент проскакивания электрической искры или

Подробнее

Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ

Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Лекция 6. Автор: Сергей Евгеньевич Муравьев кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Газовые законы Графическое представление тепловых процессов Каждая

Подробнее

ФИЗИКА. Законы сохранения энергии в тепловых процессах. Фазовые превращения. Задание 3 для 10-х классов ( учебный год)

ФИЗИКА. Законы сохранения энергии в тепловых процессах. Фазовые превращения. Задание 3 для 10-х классов ( учебный год) Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа ФИЗИКА Законы сохранения энергии в тепловых процессах.

Подробнее

Лекция 7. Молекулярная физика (часть II) VIII. Внутренняя энергия газа

Лекция 7. Молекулярная физика (часть II) VIII. Внутренняя энергия газа Лекция 7 Молекулярная физика (часть II) III. Внутренняя энергия газа В лекции 6 отмечалось, что теплота есть особая форма энергии (называемая внутренней), обусловленная тепловым движением молекул. Внутренняя

Подробнее

1. ТЕРМОДИНАМИКА (ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ)

1. ТЕРМОДИНАМИКА (ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ) ТЕПЛОФИЗИКА План лекции: 1. Термодинамика (основные положения и определения) 2. Внутренние параметры состояния (давление, температура, плотность). Уравнение состояния идеального газа 4. Понятие о термодинамическом

Подробнее

Основные законы и формулы физики Молекулярная физика Молекулярно-кинетическая теория ( / 12) m 0 C 0 C = m N M r =.

Основные законы и формулы физики Молекулярная физика Молекулярно-кинетическая теория ( / 12) m 0 C 0 C = m N M r =. Молекулярная физика Молекулярно-кинетическая теория Молекулярно-кинетическая теория объясняет строение и свойства тел движением и взаимодействием атомов молекул и ионов из которых состоят тела. В основании

Подробнее

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Лекция 7 ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Термины и понятия Возбудить Вымерзать Вращательная степень свободы Вращательный квант Высокая температура Дискретный ряд значений Классическая теория теплоемкости

Подробнее

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ для студентов специальностей

Подробнее

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА 1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Основные положения и определения Два подхода к изучению вещества Вещество состоит из огромного числа микрочастиц - атомов и молекул Такие системы называют макросистемами

Подробнее

Лекция 8. Автор: Муравьев Сергей Евгеньевич кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ

Лекция 8. Автор: Муравьев Сергей Евгеньевич кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Лекция 8. Автор: Муравьев Сергей Евгеньевич кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической ядерной физики НИЯУ МИФИ Домашнее задание График зависимости давления идеального газа от его

Подробнее

ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 6

ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 6 ЗАДАЧИ К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ 6 1. Газ массой 10 г расширяется изотермически от объема V1 до объема 2 V1. Работа расширения газа 900 Дж. Определить наиболее вероятную скорость молекул газа.

Подробнее

Итоговый тест, Машиноведение (Теплотехника)

Итоговый тест, Машиноведение (Теплотехника) Итоговый тест, Машиноведение (Теплотехника) 1. Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Работа, совершенная газом, равна 1) 400 Дж 2) 200

Подробнее

Вариант 1. Молекулярная физика и термодинамика

Вариант 1. Молекулярная физика и термодинамика Вариант 1 1. Внутри закрытого с обеих сторон цилиндра имеется подвижный поршень. С одной стороны поршня в цилиндре находится газ, массой М, с дугой стороны этот же газ, массой 2М. Температура в обеих частях

Подробнее

БАНК ЗАДАНИЙ_ФИЗИКА_10 КЛАСС_ПРОФИЛЬ_МОЛУЛЬ 6_ТЕРМОДИНАМИКА. Группа: ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И ТЕМПЕРАТУРА(ОДИНОЧНЫЙ ВЫБОР) Задание 1

БАНК ЗАДАНИЙ_ФИЗИКА_10 КЛАСС_ПРОФИЛЬ_МОЛУЛЬ 6_ТЕРМОДИНАМИКА. Группа: ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И ТЕМПЕРАТУРА(ОДИНОЧНЫЙ ВЫБОР) Задание 1 БАНК ЗАДАНИЙ_ФИЗИКА_10 КЛАСС_ПРОФИЛЬ_МОЛУЛЬ 6_ТЕРМОДИНАМИКА. Группа: ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И ТЕМПЕРАТУРА(ОДИНОЧНЫЙ ВЫБОР) Задание 1 Тело А находится в тепловом равновесии с телом С, а тело В не находится

Подробнее

Контрольная работа по дисциплине Машиноведение (Теплотехника)

Контрольная работа по дисциплине Машиноведение (Теплотехника) Контрольная работа по дисциплине Машиноведение (Теплотехника) Таблица выбора варианта Вариант контрольной работы выбирается на пересечении строки с первой буквой фамилии и столбца с последней цифрой номера

Подробнее

4) число частиц, покинувших жидкость, равно числу вернувшихся обратно

4) число частиц, покинувших жидкость, равно числу вернувшихся обратно Банк заданий. Изменение агрегатных состояний вещества. Газовые законы. Тепловые машины. 2.1. Испарение и конденсация. Насыщенный пар. Влажность воздуха. К каждому из заданий даны 4 варианта ответа, из

Подробнее

Диагностическая тематическая работа 2 по подготовке к ЕГЭ. по теме «Молекулярная физика и термодинамика» Инструкция по выполнению работы

Диагностическая тематическая работа 2 по подготовке к ЕГЭ. по теме «Молекулярная физика и термодинамика» Инструкция по выполнению работы Физика. 1 класс. Демонстрационный вариант (9 минут) 1 Диагностическая тематическая работа по подготовке к ЕГЭ по ФИЗИКЕ по теме «Молекулярная физика и термодинамика» Инструкция по выполнению работы На

Подробнее

Глава 6 Основы термодинамики 29

Глава 6 Основы термодинамики 29 Глава 6 Основы термодинамики 9 Число степеней свободы молекулы Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул Внутренняя энергия U это энергия хаотического движения микрочастиц системы

Подробнее

При уменьшении объёма одноатомного газа в 3,6 раза его давление увеличилось на 20 %. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия?.

При уменьшении объёма одноатомного газа в 3,6 раза его давление увеличилось на 20 %. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия?. V.С.1 В электрическом чайнике вскипятили 1,6 л воды, имеющей до кипячения температуру 20 С за 20 минут. КПД чайника 56 %. Какова мощность чайника. V.С.2 Какую мощность развивает гусеничный трактор, расходуя

Подробнее

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА. Часть А

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА. Часть А МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Кириллов А.М., учитель гимназии 44 г. Сочи (http://kirillandrey72.narod.ru/) Данная подборка тестов сделана на основе учебного пособия «Веретельник В.И., Сивов Ю.А.,

Подробнее

ПОДГОТОВКА К ЕГЭ по ФИЗИКЕ

ПОДГОТОВКА К ЕГЭ по ФИЗИКЕ Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ПОДГОТОВКА К ЕГЭ по ФИЗИКЕ Лекция 8. Внутренняя энергия газа. Первый закон термодинамики. Работа газа в циклическом процессе. Тепловые двигатели

Подробнее

Общие требования к выполнению домашнего задания по курсу физики

Общие требования к выполнению домашнего задания по курсу физики Общие требования к выполнению домашнего задания по курсу физики Домашние задания выполняются в тетради или на сброшюрованных листах формата А4. На обложке (или на титульном листе) поместите следующую таблицу:

Подробнее

1) 1 2) 2 3) 0,5 4) 2

1) 1 2) 2 3) 0,5 4) 2 Физика. класс. Демонстрационный вариант (9 минут) Диагностическая тематическая работа по подготовке к ЕГЭ по ФИЗИКЕ Физика. класс. Демонстрационный вариант (9 минут) Часть К заданиям 4 даны четыре варианта

Подробнее

Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность.

Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность. Как отмечалось в первом задании, в жидкости (или твердом теле) при любой температуре существует некоторое количество «быстрых» молекул, кинетическая энергия которых

Подробнее

Основные понятия и принципы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы. Графическое представление тепловых процессов

Основные понятия и принципы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы. Графическое представление тепловых процессов Лекция 6. Основные понятия и принципы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы. Графическое представление тепловых процессов к.ф.-м.н. С.Е.Муравьев . Основные понятия и принципы молекулярнокинетической

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА План лекции: 1. Техническая термодинамика (основные положения и определения) 2. Внутренние параметры состояния (давление, температура, плотность). Понятие о термодинамическом

Подробнее

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ (ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ)

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ (ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ) ТЕРМОДИНАМИКА Лекция План лекции:. Основные положения и определения термодинамики (термодинамическая система, термодинамический процесс, параметры состояния) 2. Внутренние параметры состояния (давление,

Подробнее

БЛОК 4 «МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ».

БЛОК 4 «МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ». БЛОК 4 «МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ». Основные положения МКТ (молекулярно-кинетической теории): Все тела состоят из молекул; Молекулы движутся (беспорядочно, хаотически броуновское движение); Молекулы

Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Теплоёмкость газа

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Теплоёмкость газа И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Теплоёмкость газа Напомним, что теплоёмкостью тела называется отношение количества теплоты Q, которое нужно сообщить данному телу для повышения его температуры

Подробнее

Тепловые машины. И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru

Тепловые машины. И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Тепловые машины Напомним, что КПД цикла есть отношение работы за цикл к количеству теплоты, полученной в цикле от нагревателя: η = A Q н. При этом работа A есть

Подробнее

КР-2 / Вариант 1. КР-2 / Вариант 2. КР-2 / Вариант 3. КР-2 / Вариант 4. КР-2 / Вариант 5.

КР-2 / Вариант 1. КР-2 / Вариант 2. КР-2 / Вариант 3. КР-2 / Вариант 4. КР-2 / Вариант 5. КР-2 / Вариант 1. 1. В K-системе отсчета частица, движущаяся со скоростью 0,99 c, пролетела от места своего рождения до точки распада расстояние 2 км. Определить собственное время жизни этой частицы. 2.

Подробнее

Примеры решения задач.

Примеры решения задач. Примеры решения задач Пример 6 Один конец тонкого однородного стержня длиной жестко закреплен на поверхности однородного шара так, что центры масс стержня и шара, а также точка крепления находятся на одной

Подробнее

2.1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

2.1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Генкин Б.И. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ по физике. Пособие для повторения учебного материала. Санкт-Петербург: htt://auditori-um.ru, 2012 2.1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Молекулярная физика наука о

Подробнее

Дистанционная подготовка Abitu.ru ФИЗИКА. Статья 10. Основные процессы и законы в термодинамике.

Дистанционная подготовка Abitu.ru ФИЗИКА. Статья 10. Основные процессы и законы в термодинамике. Дистанционная подготовка Abturu ФИЗИКА Статья Основные процессы и законы в термодинамике Теоретический материал В этой статье мы рассмотрим незамкнутые процессы с газом Пусть с газом проводят некоторый

Подробнее

РАБОТА 2 ИЗУЧЕНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ ВОЗДУХА

РАБОТА 2 ИЗУЧЕНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ ВОЗДУХА РАБОТА 2 ИЗУЧЕНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ ВОЗДУХА Цель работы: проверить выполнение закона Бойля-Мариотта при изотермических процессах. Введение Термодинамика имеет дело с термодинамической

Подробнее

Коллоквиум по физике: «Молекулярная физика и термодинамика»

Коллоквиум по физике: «Молекулярная физика и термодинамика» Вариант 1. 1. Можно ли использовать статистические методы при изучении поведения микроскопических тел? Почему? 2. Может ли единичная молекула находиться в состоянии термодинамического равновесия? 3. Если

Подробнее

Политропные процессы. Тепловые и холодильные машины. Обратимые процессы (Лекция 3 в учебном году).

Политропные процессы. Тепловые и холодильные машины. Обратимые процессы (Лекция 3 в учебном году). Политропные процессы. Тепловые и холодильные машины. Обратимые процессы (Лекция 3 в 205-206 учебном году). Политропные процессы Политропным (политропическим) процессом называется любой квазиравновесный

Подробнее

Задачи для зачетной контрольной работы Молекулярная физика

Задачи для зачетной контрольной работы Молекулярная физика Задачи для зачетной контрольной работы Молекулярная физика 1. Идеальный газ находится в сосуде достаточно большого объема при температуре T и давлении P. Оценить относительную флуктуацию σ m числа молекул

Подробнее

n концентрация (число частиц в единице объема) [n] = м средняя кинетическая энергия движения молекул [ E

n концентрация (число частиц в единице объема) [n] = м средняя кинетическая энергия движения молекул [ E «МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ». Основные положения МКТ (молекулярно-кинетической теории): Все тела состоят из молекул; Молекулы движутся (беспорядочно, хаотически броуновское движение); Молекулы взаимодействуют

Подробнее

1) A 2) B 3) C 4) D 1) Т 1 > Т 2 > Т 3 2) Т 3 > Т 2 > Т 1 3) Т 2 > Т 1 > Т 3 4) Т 3 > Т 1 > Т 2

1) A 2) B 3) C 4) D 1) Т 1 > Т 2 > Т 3 2) Т 3 > Т 2 > Т 1 3) Т 2 > Т 1 > Т 3 4) Т 3 > Т 1 > Т 2 1 Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 30%. Какой станет относительная влажность, если объѐм сосуда при неизменной температуре уменьшить в 3 раза? 1) 60% 2) 90% 3) 100% 4) 120% 2 В результате

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 ВАРИАНТ 1 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 ВАРИАНТ 1 1. В закрытом сосуде объемом 20 л содержатся водород массой 6 г и гелий массой 12 г. Определить: 1) давление; 2) молярную массу газовой смеси в сосуде, если температура смеси

Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Насыщенный пар

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Насыщенный пар И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Насыщенный пар Насыщенный пар это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью то есть скорость испарения жидкости равна скорости

Подробнее

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. Кафедра общей физики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. Кафедра общей физики МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра общей физики Кафедра общей физики Дисциплина: физика для студентов направлений 650900, 65400, 6500,

Подробнее

Министерство образования Российской Федерации ГОУ СПбГПУ Кафедра экспериментальной физики ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕМЕ

Министерство образования Российской Федерации ГОУ СПбГПУ Кафедра экспериментальной физики ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕМЕ Министерство образования Российской Федерации ГОУ СПбГПУ Кафедра экспериментальной физики ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕМЕ ТЕРМОДИНАМИКА Первое начало термодинамики Энтропия Циклические

Подробнее

Тема 8 Второе начало термодинамики

Тема 8 Второе начало термодинамики Тема 8 Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно.. Теоремы Карно. К.п.д. цикла Карно.. Различные формулировки второго начала термодинамики.. еосуществимость вечных двигателей.. Тепловые

Подробнее

Варианты домашнего задания МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Варианты домашнего задания МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Варианты домашнего задания МОЛЕКУЛЯРНЯ ФИЗИК Вариант 1. 1. В баллоне емкостью V = 20 л находится аргон под давлением р 1 = 800 кпа и при температуре T 1 = 325 К. Когда из баллона было взято некоторое количество

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Сегодня среда, 9 июля 04 г. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Лекция 4 Содержание лекции: *Обратимые и необратимые процессы *Число степеней свободы молекулы *Закон Больцмана *Первое начало термодинамики

Подробнее

С1.2. В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится

С1.2. В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится С1.1. На полу лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжелым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Изначально поршень находится в равновесии. Лифт начинает

Подробнее

Розрахункова робота з курсу Фізика. (розділи Механіка та Молекулярна фізика ) Частина 2. Молекулярна фізика

Розрахункова робота з курсу Фізика. (розділи Механіка та Молекулярна фізика ) Частина 2. Молекулярна фізика Розрахункова робота з курсу Фізика (розділи Механіка та Молекулярна фізика ) Частина 2. Молекулярна фізика Варіант Номери задач 1 201 211 221 231 241 251 261 271 2 202 212 222 232 242 252 262 272 3 203

Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Теплоёмкость газа

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Теплоёмкость газа И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Теплоёмкость газа Напомним, что теплоёмкостью тела называется отношение количества теплоты Q, которое нужно сообщить данному телу для повышения его температуры

Подробнее

/ /22. где А работа газа за

/ /22. где А работа газа за 1. Задание 30 6943 Вариант 3580657 В калориметр поместили m = 200 г льда при температуре 1 t = 18 ºC, затем сообщили льду количество теплоты Q = 120 кдж и добавили в калориметр еще М = 102 г льда при температуре

Подробнее

РЕПОЗИТОРИЙ БГПУ ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

РЕПОЗИТОРИЙ БГПУ ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Закон сохранения энергии в тепловых процессах выражается первым законом термодинамики: Q = A-U + А, где Q количество теплоты, переданной системе, A U изменение внутренней

Подробнее

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ДЛЯ ВОЗДУХА МЕТОДОМ КЛЕМАНА И ДЕЗОРМА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ДЛЯ ВОЗДУХА МЕТОДОМ КЛЕМАНА И ДЕЗОРМА МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ДЛЯ ВОЗДУХА МЕТОДОМ КЛЕМАНА И ДЕЗОРМА Методические

Подробнее

МКТ, ТЕРМОДИНАМИКА задания типа В Страница 1 из 9

МКТ, ТЕРМОДИНАМИКА задания типа В Страница 1 из 9 МКТ, ТЕРМОДИНМИК задания типа В Страница 1 из 9 1. Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как ведут себя перечисленные ниже величины,

Подробнее

Лекция 4. Кинетическая теория идеальных газов. Давление и температура. Опытные законы идеального газа. Основное уравнение молекулярнокинетической

Лекция 4. Кинетическая теория идеальных газов. Давление и температура. Опытные законы идеального газа. Основное уравнение молекулярнокинетической Лекция 4 Кинетическая теория идеальных газов. Давление и температура. Опытные законы идеального газа. Основное уравнение молекулярнокинетической теории газов. Адиабатический процесс. Термодинамика Термодинамика

Подробнее

Лекция 2. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Политропные процессы. Внутренняя энергия.

Лекция 2. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Политропные процессы. Внутренняя энергия. Лекция 2 Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Политропные процессы Внутренняя энергия. Как известно, в механике различают кинетическую энергию движения тела как целого, потенциальную энергию тел

Подробнее

MODULE: ФИЗИКА (ТЕРМОДИНАМИКА_МОДУЛЬ 2)

MODULE: ФИЗИКА (ТЕРМОДИНАМИКА_МОДУЛЬ 2) Education Quality Assurance Centre Институт Группа ФИО MODULE: ФИЗИКА (ТЕРМОДИНАМИКА_МОДУЛЬ 2) Ответ Вопрос Базовый билет Нас 1 2 Броуновское движение это движение 1) молекул жидкости 3) мельчайших частиц

Подробнее

КИПЕНИЕ ВОДЫ. 3 а д а ч а

КИПЕНИЕ ВОДЫ. 3 а д а ч а КИПЕНИЕ ВОДЫ 3 а д а ч а. Измерить зависимость температуры от времени при нагревании разных объемов воды.. По результатам измерений определить температуру кипения воды при атмосферном давлении и удельную

Подробнее

1. Какая из приведенных формул выражает число молекул в данной массы газа? 2. Какие графики на рисунках представляют изобарный процесс

1. Какая из приведенных формул выражает число молекул в данной массы газа? 2. Какие графики на рисунках представляют изобарный процесс Молекулярная физика.. Какая из приведенных формул выражает число молекул в данной массы газа? p N a А) M m B) N M A N m C) A M m N D) A M V E) n V 2. Какие графики на рисунках представляют изобарный процесс

Подробнее

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ. Физика - техникалық факультеті. Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ. Физика - техникалық факультеті. Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ Физика - техникалық факультеті Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы «Молекулалық физика» «5B071800 Электроэнергетика» Семинар сабақтары СЕМИНАР 1: ИДЕАЛ

Подробнее

Лекция 15 Первое начало термодинамики

Лекция 15 Первое начало термодинамики Конспект лекций по курсу общей физики (нетрадиционный курс) для студентов ЭТО Часть Лекция 5 Первое начало термодинамики Закон (гипотеза) равномерного распределения энергии по степеням свободы. Степени

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА План лекции: 1. Опыты Эндрюса. Критические параметры состояния 2. Водяной пар. Парообразование при постоянном давлении. Влажный воздух Лекция 14 1. ОПЫТЫ ЭНДРЮСА. КРИТИЧЕСКИЕ

Подробнее

РАБОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ТЕПЛОТА. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

РАБОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ТЕПЛОТА. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Лекция 6 РАБОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ТЕПЛОТА. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Термины и понятия Гантельная модель Двухатомный Закон о распределении энергии Изопроцессы Одноатомный Перегородка Поршень Подвижный

Подробнее