Ideálny plyn MKT typ A Strana 9 od 9
MKT IDEÁLNY PLYN
ZÁKLADNÁ ROVNICE MKT , ABSOLÚTNA TEPLOTA
Pri konštantnej koncentrácii častíc sa absolútna teplota ideálneho plynu zvýšila 4-násobne. Súčasne tlak plynu
zvýšili 4-krát
zvýšil 2 krát
znížil 4-krát
sa nezmenil
Pri konštantnej absolútnej teplote sa koncentrácia molekúl ideálneho plynu zvýšila 4-krát. Súčasne tlak plynu
zvýšili 4-krát
zvýšil 2 krát
znížil 4-krát
sa nezmenil
Nádoba obsahuje zmes plynov - kyslíka a dusíka - s rovnakou koncentráciou molekúl. Porovnajte tlak produkovaný kyslíkom ( R do) a dusík ( R a) na stenách nádoby.
1) pomer R do a R a sa bude líšiť pri rôznych teplotách plynnej zmesi
2) R do = R a
3) R do > R a
4) R do R a
Pri konštantnej koncentrácii častíc ideálneho plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl znížila 4-krát. Súčasne tlak plynu
klesol 16-krát
znížila 2-krát
znížil 4-krát
sa nezmenil
V dôsledku ochladenia monatomického ideálneho plynu sa jeho tlak znížil 4-krát a koncentrácia molekúl plynu sa nezmenila. V tomto prípade je to priemerná kinetická energia tepelného pohybu molekúl plynu
klesol 16-krát
znížila 2-krát
znížil 4-krát
sa nezmenil
Pri konštantnom tlaku sa koncentrácia molekúl plynu zvýšila 5-krát a jeho hmotnosť sa nezmenila. Priemerná kinetická energia translačného pohybu molekúl plynu
Absolútna telesná teplota je 300 K. Na stupnici Celzia je to tak
1) - 27 °С 2) 27 °C 3) 300 °С 4) 573 °С
Teplota tuhého telesa klesla o 17°C. Na absolútnej teplotnej škále táto zmena bola
1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K
Meranie tlaku p, teplota T a koncentrácie molekúl n plyn, pre ktorý sú splnené ideálne podmienky, môžeme určiť
gravitačná konštanta G
Boltzmannova konštantak
Planckova konštanta h
Rydbergova konštanta R
Podľa výpočtov by mala byť teplota kvapaliny 143 K. Medzitým teplomer v nádobe ukazuje teplotu -130 °C. Znamená to, že
teplomer nie je určený na nízke teploty a je potrebné ho vymeniť
teplomer ukazuje vyššiu teplotu
teplomer ukazuje nižšiu teplotu
teplomer ukazuje vypočítanú teplotu
Pri teplote 0 °C sa ľad na klzisku topí. Na ľade sa tvoria kaluže a vzduch nad ním je nasýtený vodnou parou. V ktorom z prostredí (v ľade, v kalužiach alebo vodnej pare) je priemerná energia pohybu molekúl vody najvyššia?
1) v ľade 2) v kalužiach 3) vo vodnej pare 4) všade to isté
Keď sa ideálny plyn zahreje, jeho absolútna teplota sa zdvojnásobí. Ako sa v tomto prípade zmenila priemerná kinetická energia tepelného pohybu molekúl plynu?
zvýšil 16-krát
zvýšili 4-krát
zvýšil 2 krát
sa nezmenil
Kovové plynové fľaše sa nesmú skladovať pri teplotách nad určitú teplotu, napr inak môžu explodovať. Je to spôsobené tým, že
vnútorná energia plynu závisí od teploty
tlak plynu závisí od teploty
objem plynu závisí od teploty
Molekuly sa rozpadajú na atómy a uvoľňuje sa energia
Keď teplota plynu v uzavretej nádobe klesá, tlak plynu klesá. Tento pokles tlaku je spôsobený tým, že
energia tepelného pohybu molekúl plynu klesá
energia interakcie molekúl plynu medzi sebou klesá
náhodnosť pohybu molekúl plynu klesá
molekuly plynu sa ochladzovaním zmenšujú
V uzavretej nádobe sa absolútna teplota ideálneho plynu znížila o faktor 3. V tomto prípade tlak plynu na steny nádoby
Koncentrácia molekúl monatomického ideálneho plynu sa znížila o faktor 5. Zároveň sa zdvojnásobila priemerná energia chaotického pohybu molekúl plynu. V dôsledku toho tlak plynu v nádobe
znížil 5-krát
zvýšil 2 krát
sa znížil o 5/2 krát
sa znížil o 5/4 krát
V dôsledku zahrievania plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl zvýšila 4-krát. Ako sa zmenila absolútna teplota plynu?
zvýšili 4-krát
zvýšil 2 krát
znížil 4-krát
sa nezmenil
ROVNICE KLAIPERON-MENDELEEV, PLYNOVÉ ZÁKONY
Nádrž obsahuje 20 kg dusíka pri teplote 300 K a tlaku 10 5 Pa. Aký je objem nádrže?
1) 17,8 m 3 2) 1,8 10 -2 m 3 3) 35,6 m 3 4) 3,6 10 -2 m 3
Vo valci s objemom 1,66 m 3 je 2 kg dusíka pri tlaku 10 5 Pa. Aká je teplota tohto plynu?
1) 280 °C 2) 140 °C 3) 7 °C 4) - 3 °С
Pri teplote 10 0 C a tlaku 10 5 Pa je hustota plynu 2,5 kg/m 3 . Aká je molárna hmotnosť plynu?
59 g/mol 2) 69 g/mol 3) 598 kg/mol 4) 5,8 10 -3 kg/mol
Nádoba konštantného objemu obsahuje ideálny plyn v množstve 2 mol. Ako sa má zmeniť absolútna teplota nádoby s plynom, keď sa do nádoby pridá ešte jeden mól plynu, aby sa tlak plynu na stenách nádoby zvýšil 3-krát?
znížiť 3 krát
znížiť 2 krát
zvýšiť 2 krát
zvýšiť 3 krát
Nádoba konštantného objemu obsahuje ideálny plyn v množstve 2 mol. Ako sa má zmeniť absolútna teplota nádoby s plynom, keď sa z nádoby uvoľní 1 mol plynu, aby sa tlak plynu na stenách nádoby zvýšil 2-krát?
zvýšiť 2 krát
zvýšiť 4 krát
znížiť 2 krát
znížiť 4-krát
Nádoba konštantného objemu obsahuje ideálny plyn v množstve 1 mol. Ako sa má zmeniť absolútna teplota nádoby s plynom, aby pri pridaní ďalšieho 1 mólu plynu do nádoby klesol tlak plynu na steny nádoby 2-krát?
zvýšiť 2 krát
znížiť 2 krát
Slobodný Štátna skúška vo fyzike, 2003
demo verzia
Časť A
A1. Na obrázkoch sú znázornené grafy závislosti akceleračného modulu od času pohybu. Ktorý z grafov zodpovedá rovnomernému priamočiaremu pohybu?
| 1) | 2) |
 |
|
| 3) |
 | 4) |
 |
Riešenie. Pri rovnomernom priamočiarom pohybe je zrýchlenie nulové.
Správna odpoveď: 2.
A2. Raketový motor prvej domácej experimentálnej rakety na kvapalné palivo mal ťažnú silu 660 N. Štartovacia hmotnosť rakety bola 30 kg. Aké je zrýchlenie rakety počas štartu?
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Riešenie. Na raketu pôsobia dve sily: gravitácia ( mg) smerujúce nadol a ťažná sila ( F) smerujúce nahor. Podľa druhého Newtonovho zákona:
Správna odpoveď: 1.
A3. S 3-násobným zväčšením vzdialenosti medzi stredmi guľových telies, sila gravitačnej príťažlivosti
Riešenie. Gravitačná sila dvoch guľových telies sa rovná
.
S 3-násobným zväčšením vzdialenosti medzi ich stredmi sa sila gravitačnej príťažlivosti zníži 9-krát.
Správna odpoveď: 4.
A4. Na obrázku je znázornená tenká beztiažová tyč, na ktorú pôsobia sily a pôsobia v bodoch 1 a 3. V ktorom bode by sa mala nachádzať os otáčania, aby bola tyč v rovnováhe?
| 1) | v bode 2 |
| 2) | v bode 6 |
| 3) | v bode 4 |
| 4) | v bode 5 |
Riešenie. Podmienkou rovnováhy pre tyč je rovnosť , kde a sú vzdialenosti od osi otáčania k bodom pôsobenia síl. Keďže druhá sila je 3-krát väčšia ako prvá, jej bod pôsobenia musí byť 3-krát bližšie k osi otáčania. To znamená, že os otáčania sa nachádza buď v bode 2.5 alebo v bode 4. Ak je os otáčania v bode 2.5, potom sily otáčajú tyč v jednom smere a navzájom sa nevyvažujú. Keď sa os otáčania nachádza v bode 4, sily otáčajú tyč v rôznych smeroch, pričom sa navzájom vyrovnávajú.
Správna odpoveď: 3.
A5. Chlapec hodil futbalovú loptu s hmotnosťou 0,4 kg do výšky 3 m.. Ako veľmi sa zmenila potenciálna energia lopty?
Riešenie. Vo všeobecnosti sa pri harmonických vibráciách súradnice tela mení podľa zákona , kde A- amplitúda kmitania, ω - frekvencia cyklického kmitania. Amplitúda oscilácie je 0,9 m.
Správna odpoveď: 3.
A7.Ľudské ucho dokáže vnímať zvuky s frekvenciou 20 až 20 000 Hz. Aký rozsah vlnových dĺžok zodpovedá intervalu počuteľnosti zvukových vibrácií? Vezmite rýchlosť zvuku vo vzduchu na 340 m/s.
| 1) | od 20 do 20 000 m |
| 2) | od 6800 do 6800000 m |
| 3) | od 0,06 do 58,8 m |
| 4) | od 0,017 do 17 m |
Riešenie. Vlnová dĺžka λ súvisí s frekvenciou kmitov ν vzťahom , kde v- rýchlosť šírenia vĺn. Minimálna vlnová dĺžka počuteľných zvukových vibrácií je
,
a maximálna vlnová dĺžka počuteľných zvukových vibrácií sa rovná
.
Správna odpoveď: 4.
A8. Difúzia nastáva rýchlejšie so zvyšujúcou sa teplotou látky, pretože
Riešenie. Keď teplota stúpa, difúzia nastáva rýchlejšie v dôsledku zvýšenia rýchlosti pohybu častíc.
Správna odpoveď: 1.
A9. Pri konštantnej koncentrácii častíc ideálneho plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl zvýšila 3-krát. Súčasne tlak plynu
Riešenie. Podľa základnej rovnice molekulárnej kinetickej teórie tlak ideálneho plynu p súvisí s koncentráciou n a priemerná kinetická energia pohybu jeho molekúl pomerom:
Pri konštantnej koncentrácii častíc a 3-násobnom zvýšení ich priemernej kinetickej energie sa tlak zvyšuje 3-násobne.
Správna odpoveď: 2.
A10. Na obrázku je znázornený graf závislosti tlaku plynu na stenách nádoby od teploty. Aký proces zmeny skupenstva plynu je znázornený?
Riešenie. Obrázok ukazuje izochorický proces, ktorý šiel v smere klesajúcej teploty. Obrázok teda ukazuje izochorické chladenie.
Správna odpoveď: 2.
A11. Keď sa pevné telo ochladí m telesná teplota klesla o Δ T. Ktorý z nasledujúcich vzorcov by sa mal použiť na výpočet množstva tepla, ktoré telo vydáva? Q? c je merná tepelná kapacita látky.
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Riešenie. Množstvo tepla, ktoré telo vydáva, sa vypočíta podľa vzorca.
Správna odpoveď: 1.
A12. Vnútorná energia ideálneho plynu pri jeho ochladzovaní
Riešenie. Vnútorná energia ideálneho plynu je , kde je tepelná kapacita plynu pri konštantnom objeme, T- jeho teplota. Tepelná kapacita ideálneho plynu nezávisí od teploty. Keď teplota klesá, vnútorná energia ideálneho plynu klesá.
Správna odpoveď: 2.
A13. Bod varu vody závisí od
Riešenie. K varu kvapaliny dochádza pri teplote, pri ktorej sa tlak nasýtených pár rovná vonkajšiemu tlaku. To znamená, že bod varu vody závisí od atmosférického tlaku.
Správna odpoveď: 3.
A14. Na obrázku je znázornený graf topenia a kryštalizácie naftalénu. Ktorý z bodov zodpovedá začiatku tuhnutia látky?
| 1) | bod 2 |
| 2) | bod 4 |
| 3) | bod 5 |
| 4) | bod 6 |
Riešenie. Tuhnutie - prechod z kvapalného do tuhého stavu po ochladení. Chladenie zodpovedá časti grafu 4–7. V procese tuhnutia zostáva teplota látky konštantná, čo zodpovedá časti grafu 5-6. Bod 5 zodpovedá začiatku tuhnutia látky.
Správna odpoveď: 3.
A15. Ako sa zmení sila Coulombovej interakcie dvoch bodových nehybných nábojov, ak sa vzdialenosť medzi nimi zväčší o n raz?
Riešenie. Sila Coulombovej interakcie dvoch bodových nepohyblivých nábojov je rovná
kde k - konštantný a - veľkosť poplatkov, R- vzdialenosť medzi nimi. Ak sa vzdialenosť medzi nimi zväčší n krát, potom bude sila časom klesať.
Správna odpoveď: 4.
A16. Ak je plocha prierezu homogénneho valcového vodiča a elektrické napätie na jeho koncoch sa zvýši 2-krát, potom prúd, ktorý ním preteká,
Riešenie. Prúd pretekajúci vodičom je , kde U- napätie na jej koncoch, R- jeho odpor rovný , kde ρ je odpor materiálu vodiča, l- jeho dĺžka, S- plocha prierezu. Súčasná sila je teda . Pri 2-násobnom zvýšení napätia na jeho koncoch vodiča a jeho prierezu sa prúd, ktorý ním preteká, zvýši 4-krát.
Správna odpoveď: 3.
A17. Ako sa zmení energia spotrebovaná elektrickou lampou, ak sa napätie na nej zníži 3-krát bez zmeny jej elektrického odporu?
Riešenie. Spotreba energie je, kde U- Napätie, R-odpor. Pri konštantnom odpore a znížení napätia o faktor 3 sa spotreba energie zníži o faktor 9.
Správna odpoveď: 2.
A18.Čo je potrebné urobiť, aby sa zmenili póly magnetického poľa cievky prúdom?
Riešenie. Pri zmene smeru prúdu v cievke sa menia póly ním generovaného magnetického poľa.
Správna odpoveď: 2.
A19. Zmení sa kapacita kondenzátora, ak sa náboj na jeho platniach zvýši o n raz?
Riešenie. Elektrická kapacita kondenzátora nezávisí od náboja na jeho doskách.
Správna odpoveď: 3.
A20. Oscilačný obvod rádiového prijímača je naladený na rádiovú stanicu vysielajúcu na vlne 100 m Ako zmeniť kapacitu kondenzátora oscilačný obvod aby to bolo naladene na vlnu 25 m? Predpokladá sa, že indukčnosť cievky je konštantná.
Riešenie. Rezonančná frekvencia oscilačného obvodu sa rovná
kde C- kapacita kondenzátora, L je indukčnosť cievky. Kontúra ladená na vlnovú dĺžku
,
kde c je rýchlosť svetla. Pre naladenie rádiového prijímača na štyrikrát kratšiu vlnovú dĺžku je potrebné 16-krát znížiť kapacitu kondenzátora.
Správna odpoveď: 4.
A21. Objektív fotoaparátu je zbiehavá šošovka. Pri fotografovaní objektu dáva obraz na film
Riešenie. Pri fotografovaní predmetov, ktoré sú vo vzdialenosti väčšej ako je ohnisková vzdialenosť objektívu, sa na filme získa skutočný prevrátený obraz.
Správna odpoveď: 3.
A22. Dve autá sa pohybujú rovnakým smerom rýchlosťou a vzhľadom k povrchu Zeme. Rýchlosť svetla zo svetlometov prvého auta v referenčnom rámci spojenom s druhým autom je
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) | c |
Riešenie. Podľa postulátu špeciálnej teórie relativity je rýchlosť svetla rovnaká vo všetkých referenčných sústavách a nezávisí od rýchlosti svetelného zdroja alebo prijímača.
Správna odpoveď: 4.
A23. Na obrázku sú znázornené varianty závislosti maximálnej energie fotoelektrónov od energie fotónov dopadajúcich na fotokatódu. V akom prípade graf zodpovedá zákonom fotoelektrického javu?
| 1) | 1 |
| 2) | 2 |
| 3) | 3 |
| 4) | 4 |
Riešenie. Experimentálna štúdia fotoelektrického javu ukázala, že existujú frekvencie, pri ktorých fotoelektrický efekt nie je pozorovaný. Len pre graf 3 sú takéto frekvencie.
Správna odpoveď: 3.
A24. Ktoré z nasledujúcich tvrdení správne opisuje schopnosť atómov vyžarovať a absorbovať energiu? izolované atómy môžu
Riešenie. Izolované atómy môžu vyžarovať iba určitú diskrétnu množinu energií a absorbovať samostatnú množinu energií menšiu ako je ionizačná energia a akúkoľvek časť energie, ktorá prevyšuje ionizačnú energiu.
Správna odpoveď: žiadna.
A25. Ktorý z grafov závislosti počtu nerozpadnutých jadier ( N) od času správne odráža zákon rádioaktívneho rozpadu?
Riešenie. Podľa zákona zachovania hybnosti bude rýchlosť člna rovná
Správna odpoveď: 3.
A27. Tepelný motor s účinnosťou 40 % dostane z ohrievača za cyklus 100 J. Koľko tepla odovzdá stroj na jeden cyklus chladničke?
| 1) | 40 J |
| 2) | 60 J |
| 3) | 100 J |
| 4) | 160 J |
Riešenie.Účinnosť tepelného motora je . Množstvo tepla odovzdaného do chladničky na jeden cyklus sa rovná .
Správna odpoveď: 2.
A28. Magnet je odstránený z krúžku, ako je znázornené na obrázku. Ktorý pól magnetu je najbližšie k prstencu?
Riešenie. Magnetické pole vytvorené indukčným prúdom vo vnútri prstenca smeruje sprava doľava. Prsteň možno považovať za magnet, v ktorom severný pól je vľavo. Podľa Lenzovho pravidla musí tento magnet zabrániť odstráneniu pohybujúceho sa magnetu a tým ho pritiahnuť. Pohybujúci sa magnet má teda aj severný pól vľavo.
Správna odpoveď: 1.
A29.Šošovka vyrobená z dvoch tenkých sférických skiel rovnakého polomeru, medzi ktorými je vzduch (vzduchová šošovka), bola spustená do vody (pozri obr.). Ako tento objektív funguje?
Riešenie. Pretože index lomu vzduchu je menší ako index lomu vody, vzduchová šošovka je divergentná.
Správna odpoveď: 2.
A30. Aká je väzbová energia jadra izotopu sodíka? Hmotnosť jadra je 22,9898 amu. m. Zaokrúhlite svoju odpoveď na najbližšie celé číslo.
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) | 253 J |
Riešenie. Jadro izotopu sodíka pozostáva z 11 protónov a 12 neutrónov. Hromadný defekt je
Väzbová energia je
Správna odpoveď: 2.
Časť B
V 1. Guľa pripevnená na pružine vykonáva harmonické kmity na hladkej vodorovnej rovine s amplitúdou 10 cm Ako ďaleko sa gulička posunie z rovnovážnej polohy za čas, za ktorý sa jej kinetická energia zníži na polovicu? Vyjadrite svoju odpoveď v centimetroch a zaokrúhlite na najbližšie celé číslo?
Riešenie. V rovnovážnej polohe má systém iba kinetickú energiu a pri maximálnej odchýlke iba potenciál. Podľa zákona zachovania energie sa v okamihu, keď sa kinetická energia zníži na polovicu, potenciálna energia bude rovnať polovici maxima:
.
Kde získame:
.
V 2. Koľko tepla sa uvoľní pri izobarickom ochladzovaní 80 g hélia z 200 °C na 100 °C? Vyjadrite svoju odpoveď v kilojouloch (kJ) a zaokrúhlite na najbližšie celé číslo?
Riešenie. Hélium je monatomický plyn s molekulovou hmotnosťou rovnajúcou sa M= 4 g/mol. 80 g hélia obsahuje 20 mol. Špecifické teplo hélium pri konštantnom tlaku je . Pri ochladzovaní sa oddelí
AT 3. Uzavretý odpor vodiča R= 3 ohmy je v magnetickom poli. V dôsledku zmeny tohto poľa sa magnetický tok prenikajúci do obvodu zvýšil z 
predtým 
. Aký náboj prešiel cez prierez vodiča? Vyjadrite svoju odpoveď v milicoulombách (mC).
Riešenie. Keď sa magnetický tok zmení v uzavretom vodiči, EMF sa rovná . Pri pôsobení tohto EMF prúdi prúd v obvode a v čase Δ t náboj prechádza prierezom vodiča
AT 4. V rámci experimentálnej úlohy mal študent určiť periódu difrakčnej mriežky. Za týmto účelom nasmeroval svetelný lúč na difrakčnú mriežku cez filter červeného svetla, ktorý prepúšťa svetlo s vlnovou dĺžkou 0,76 mikrónu. Difrakčná mriežka bola od obrazovky vo vzdialenosti 1 m. Na obrazovke sa ukázala vzdialenosť medzi spektrami prvého rádu 15,2 cm. Aká je hodnota periódy? strúhanie dostal študent? Vyjadrite svoju odpoveď v mikrometroch (µm). (Pre malé uhly.)
Riešenie. Označme vzdialenosť od difrakčnej mriežky k obrazovke R= 1 m. Uhly odchýlky súvisia s mriežkovou konštantou a vlnovou dĺžkou svetla rovnicou. Pre prvú objednávku máme:
Vzdialenosť medzi spektrami prvého rádu na obrazovke je
.
O 5. Určte energiu uvoľnenú pri nasledujúcej reakcii: . Vyjadrite svoju odpoveď v pikojouloch (pJ) a zaokrúhlite na najbližšie celé číslo.
Riešenie. Pomocou tabuľkových údajov o pokojovej energii jadier prvkov zapojených do reakcie určíme uvoľnenú energiu:
Časť C
C1. Vozík s hmotnosťou 0,8 kg sa pohybuje zotrvačnosťou rýchlosťou 2,5 m/s. Kus plastelíny s hmotnosťou 0,2 kg padá zvisle na vozík z výšky 50 cm a prilepí sa naň. Vypočítajte energiu, ktorá sa pri tomto náraze premenila na vnútornú energiu.
Riešenie. V momente nárazu je rýchlosť plastelíny rovnaká a smeruje kolmo nadol. Táto rýchlosť bola úplne zhasnutá reakčnou silou podpery. Všetka kinetická energia spadnutého kusu plastelíny prešla na vnútornú energiu:
V momente prilepenia kúska plastelíny na vozík sa trecie sily vyrovnali vodorovným zložkám ich rýchlostí. Časť kinetickej energie vozíka prešla na vnútornú energiu. Pomocou zákona zachovania hybnosti určíme rýchlosť vozíka s plastelínou po zrážke:
Prenesené na vnútornú energiu
V dôsledku toho sa energia, ktorá prešla do vnútra počas tohto nárazu, rovná
Odpoveď: 1,5 J.
C2. Niektoré hélium expanduje najskôr adiabaticky a potom izobaricky. Konečná teplota plynu je rovnaká ako počiatočná. Počas adiabatickej expanzie plyn vykonal prácu rovnajúcu sa 4,5 kJ. Akú prácu vykoná plyn v celom procese?
Riešenie. Znázornime procesy na diagrame (pozri obr.). 1–2 - adiabatická expanzia, 2–3 - izobarická expanzia. Podľa podmienok sú teploty v bodoch 1 a 3 rovnaké; práca vykonaná plynom v procese 1–2 sa rovná 
. Hélium je monatomický plyn, takže jeho tepelná kapacita pri konštantnom objeme je , kde ν je množstvo plynnej látky. Použitím prvého zákona termodynamiky pre proces 1-2 získame:
Prácu plynu v procese 2–3 možno určiť podľa vzorca . Pomocou Mendelejevovej-Clapeyronovej rovnice a rovnosti dostaneme:
Práca vykonaná plynom pre celý proces je
Odpoveď: 7,5 kJ.
C3. Malá nabitá gulička s hmotnosťou 50 g s nábojom 1 μC sa pohybuje z výšky 0,5 m pozdĺž naklonenej roviny s uhlom sklonu 30 °. Na vrchu pravý uhol, tvorený výškou a horizontálou, je fixný náboj 7,4 μC. Aká je rýchlosť lopty na základni naklonenej roviny, ak je jej počiatočná rýchlosť nulová? Ignorujte trenie.
Riešenie. Malá gulička je v gravitačnom poli Zeme a v elektrostatickom poli vytvorenom druhým nábojom. Obe polia sú potenciálne, takže na určenie rýchlosti lopty možno použiť zákon zachovania energie. V počiatočnej polohe je loptička vo výške a vo vzdialenosti od druhého náboja. V konečnej polohe je loptička v nulovej výške a vo vzdialenosti od druhého náboja. Touto cestou:
Odpoveď: 3,5 m/s.
C4. Keď sa kov ožiari svetlom s vlnovou dĺžkou 245 nm, pozoruje sa fotoelektrický efekt. Pracovná funkcia elektrónu z kovu je 2,4 eV. Vypočítajte množstvo napätia, ktoré musí byť aplikované na kov, aby sa maximálna rýchlosť emitovaných fotoelektrónov znížila o faktor 2.
Riešenie. Vlnová dĺžka (λ) dopadajúceho svetla súvisí s jeho frekvenciou (ν) rovnicou , kde c je rýchlosť svetla. Pomocou Einsteinovho vzorca pre fotoelektrický efekt určíme kinetickú energiu fotoelektrónov:
Práca elektrické pole rovná sa . Práca by mala byť taká, aby sa maximálna rýchlosť emitovaných fotoelektrónov znížila o faktor 2:
Odpoveď: 2V.
C5. Vákuová dióda, v ktorej sú anóda (kladná elektróda) a katóda (záporná elektróda) paralelné dosky, pracuje v režime, v ktorom je splnený vzťah medzi prúdom a napätím (kde a je nejaká konštantná). O koľkokrát vzrastie sila pôsobiaca na anódu vplyvom dopadu elektrónov, ak sa napätie na dióde zdvojnásobí? Predpokladá sa, že počiatočná rýchlosť emitovaných elektrónov je nulová.
Riešenie. Keď sa napätie zdvojnásobí, prúd sa zvýši o faktor 1. Počet elektrónov dopadajúcich na anódu za jednotku času sa zvýši rovnakým faktorom. Súčasne sa zdvojnásobí práca elektrického poľa v dióde a v dôsledku toho kinetická energia kolidujúcich elektrónov. Rýchlosť častíc sa zvýši o faktor, prenášaná hybnosť a tlaková sila jednotlivých elektrónov sa zvýši o rovnakú hodnotu. Sila pôsobiaca na anódu sa teda zvýši o 
krát.
Kontrolná práca na danej téme Molekulárna fyzika pre žiakov 10. ročníka s odpoveďami. Kontrolná práca pozostáva z 5 možností, každá s 8 úlohami.
1 možnosť
A1."Vzdialenosť medzi susednými časticami hmoty je malá (prakticky sa dotýkajú)." Toto tvrdenie je v súlade s modelom
1) len pevné látky
2) len tekutiny
3) pevné látky a kvapaliny
4) plyny, kvapaliny a tuhé látky
A2. Pri konštantnej koncentrácii častíc ideálneho plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl zvýšila 3-krát. Súčasne tlak plynu
1) znížená 3-krát
2) zvýšená 3-krát
3) zvýšená 9-krát
4) sa nezmenil
A3. Aká je priemerná kinetická energia chaotického translačného pohybu molekúl ideálneho plynu pri teplote 27 °C?
1) 6,2 10-21 J
2) 4,1 10-21 J
3) 2,8 10-21 J
4) 0,6 10-21 J
A4. Ktorý z grafov na obrázku zodpovedá procesu uskutočňovanému pri konštantnej teplote plynu?
1) A
2) B
3) B
4) G
A5. Pri rovnakej teplote sa nasýtená para v uzavretej nádobe líši od nenasýtenej pary v tej istej nádobe.
1) tlak
2) rýchlosť pohybu molekúl
B1. Na obrázku je znázornený graf zmeny tlaku ideálneho plynu pri jeho expanzii.
Koľko plynná látka(v móloch) obsiahnutých v tejto nádobe, ak je teplota plynu 300 K? Svoju odpoveď zaokrúhlite na najbližšie celé číslo.
V 2. Zmes dvoch ideálnych plynov, každý 2 mol, sa udržiavala pri teplote miestnosti v nádobe s konštantným objemom. Polovica obsahu nádoby sa uvoľnila a potom sa do nádoby pridali 2 móly prvého plynu. Ako sa v dôsledku toho zmenili parciálne tlaky plynov a ich celkový tlak, ak sa teplota plynov v nádobe udržiavala konštantná? Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte požadovanú pozíciu druhého stĺpca.
Fyzikálne veličiny
B) tlak plynu v nádobe
Ich zmena
1) zvýšená
2) znížená
3) sa nezmenil
C1. Piest s plochou 10 cm 2 sa môže pohybovať bez trenia vo vertikálnej valcovej nádobe, pričom je zabezpečená jej tesnosť. Nádoba s piestom naplneným plynom spočíva na podlahe stacionárneho výťahu pri atmosférickom tlaku 100 kPa, pričom vzdialenosť od spodného okraja piestu po dno nádoby je 20 cm.Keď výťah ide hore s zrýchlením 4 m/s 2 sa piest pohne 2,5 pozri Aká je hmotnosť piestu, ak zmenu teploty možno ignorovať?
Možnosť 2
A1."Vzdialenosť medzi susednými časticami hmoty je v priemere mnohonásobne väčšia ako veľkosť samotných častíc." Toto vyhlásenie je v súlade s
1) iba modely štruktúry plynov
2) iba modely štruktúry kvapalín
3) modely štruktúry plynov a kvapalín
4) modely štruktúry plynov, kvapalín a pevných látok
A2. Pri konštantnej koncentrácii molekúl ideálneho plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl zmenila 4-krát. Ako sa zmenil tlak plynu?
1) 16-krát
2) 2 krát
3) 4 krát
4) Nezmenil sa
A3.
1) 27 °C
2) 45 °С
3) 300 °С
4) 573 °C
A4. Na obrázku sú grafy štyroch procesov zmeny skupenstva ideálneho plynu. Izochorický ohrev je proces
1) A
2) B
3) C
4) D
A5. Pri rovnakej teplote sa nasýtená vodná para v uzavretej nádobe líši od nenasýtenej pary
1) koncentrácia molekúl
2) priemerná rýchlosť náhodný pohyb molekúl
3) priemerná energia chaotického pohybu
4) neprítomnosť nečistôt cudzích plynov
B1. Dve nádoby naplnené vzduchom o tlaku 800 kPa a 600 kPa majú objem 3 resp. 5 litrov. Nádoby sú spojené rúrkou, ktorej objem je možné v porovnaní s objemami nádob zanedbať. Nájdite tlak vytvorený v nádobách. Teplota je stála.
V 2.
názov
A) množstvo hmoty
B) hmotnosť molekuly
C) počet molekúl
1) m/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/M
5) N/V
C1. Piest s plochou 10 cm 2 a hmotnosťou 5 kg sa môže pohybovať bez trenia vo vertikálnej valcovej nádobe, pričom je zabezpečená jej tesnosť. Nádoba s piestom naplneným plynom spočíva na podlahe stacionárneho výťahu pri atmosférickom tlaku 100 kPa, pričom vzdialenosť od spodného okraja piestu po dno nádoby je 20 cm Aká bude táto vzdialenosť, keď výťah ide dole so zrýchlením 3 m/s 2? Ignorujte zmeny teploty plynu.
3 možnosť
A1."Častice hmoty sa podieľajú na nepretržitom tepelnom chaotickom pohybe." Toto ustanovenie molekulárno-kinetickej teórie štruktúry hmoty odkazuje na
1) plyny
2) kvapaliny
3) plyny a kvapaliny
4) plyny, kvapaliny a tuhé látky
A2. Ako sa zmení tlak ideálneho monatomického plynu so zvýšením priemernej kinetickej energie tepelného pohybu jeho molekúl 2-krát a znížením koncentrácie molekúl 2-krát?
1) sa zvýši 4-krát
2) Znížiť 2-krát
3) Znížte 4-krát
4) Nezmení sa
A3. Aká je priemerná kinetická energia chaotického translačného pohybu molekúl ideálneho plynu pri teplote 327 °C?
1) 1,2 10-20 J
2) 6,8 10-21 J
3) 4,1 10-21 J
4) 7,5 kJ
A4. Na VT-diagram zobrazuje grafy zmien skupenstva ideálneho plynu. Izobarický proces zodpovedá čiare grafu
1) A
2) B
3) B
4) G
A5. V nádobe obsahujúcej iba paru a vodu sa piest pohybuje tak, aby tlak zostal konštantný. Teplota pri tomto
1) sa nemení
2) zvyšuje
3) klesá
4) môže klesať aj zvyšovať
B1. Dve nádoby s objemom 40 alebo 20 litrov obsahujú plyn s rovnakou teplotou, ale rôznymi tlakmi. Po spojení nádob sa v nich ustálil tlak 1 MPa. Aký bol počiatočný tlak vo väčšej nádobe, ak počiatočný tlak v menšej nádobe bol 600 kPa? Predpokladá sa, že teplota bude konštantná.
V 2. Zmes dvoch ideálnych plynov, každý 2 mol, sa udržiavala pri teplote miestnosti v nádobe s konštantným objemom. Polovica obsahu nádoby sa uvoľnila a potom sa do nádoby pridali 2 móly druhého plynu. Ako sa v dôsledku toho zmenili parciálne tlaky plynov a ich celkový tlak, ak sa teplota plynov v nádobe udržiavala konštantná?
Pre každú pozíciu prvého stĺpca vyberte požadovanú pozíciu druhého stĺpca.
Fyzikálne veličiny
ALE) čiastočný tlak prvý plyn
B) parciálny tlak druhého plynu
B) tlak plynu v nádobe
Ich zmena
1) zvýšená
2) znížená
3) sa nezmenil
C1. Piest s hmotnosťou 5 kg sa môže pohybovať bez trenia vo vertikálnej valcovej nádobe, pričom je zabezpečená jej tesnosť. Nádoba s piestom naplneným plynom spočíva na podlahe stacionárneho výťahu pri atmosférickom tlaku 100 kPa, pričom vzdialenosť od spodného okraja piestu po dno nádoby je 20 cm.Keď výťah ide dole s zrýchlením 2 m/s 2 sa piest posunie o 1,5 pozri Aká je plocha piestu, ak sa neberie do úvahy zmena teploty plynu?
4 možnosť
A1. V kvapalinách častice oscilujú okolo svojej rovnovážnej polohy a zrážajú sa so susednými časticami. Častica z času na čas preskočí do inej rovnovážnej polohy. Akú vlastnosť kvapalín možno vysvetliť týmto charakterom pohybu častíc?
1) Nízka stlačiteľnosť
2) Tekutosť
3) Tlak na dno nádoby
4) Zmena objemu pri zahrievaní
A2. V dôsledku ochladzovania monatomického ideálneho plynu sa jeho tlak znížil 4-krát a koncentrácia molekúl plynu sa nezmenila. V tomto prípade je to priemerná kinetická energia tepelného pohybu molekúl plynu
1) klesla 16-krát
2) znížená 2-krát
3) znížená 4-krát
4) sa nezmenil
A3. Priemerná kinetická energia translačného pohybu molekúl plynu v balóne je 4,14 10 -21 J. Aká je teplota plynu v tomto balóne?
1) 200 °С
2) 200 tis
3) 300 °С
4) 300 tis
A4. Obrázok ukazuje cyklus uskutočnený s ideálnym plynom. Izobarické vykurovanie zodpovedá ploche
1) AB
2) DA
3) CD
4) pred Kr
A5. S poklesom objemu nasýtenej pary pri konštantnej teplote, jej tlaku
1) zvyšuje
2) klesá
3) pre niektoré výpary sa zvyšuje, zatiaľ čo pre iné klesá
4) sa nemení
B1. Na obrázku je znázornený graf závislosti tlaku plynu v uzavretej nádobe od jeho teploty.
Objem nádoby je 0,4 m 3 . Koľko mólov plynu je v tejto nádobe? Svoju odpoveď zaokrúhlite na najbližšie celé číslo.
V 2. Priraďte názov fyzikálne množstvo a vzorec, podľa ktorého sa dá určiť.
názov
A) koncentrácia molekúl
B) počet molekúl
B) hmotnosť molekuly
1) m/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/M
5) N/V
C1. Piest s plochou 15 cm 2 a hmotnosťou 6 kg sa môže pohybovať bez trenia vo vertikálnej valcovej nádobe, pričom je zabezpečená jej tesnosť. Nádoba s piestom naplneným plynom spočíva na podlahe stacionárneho výťahu pri atmosférickom tlaku 100 kPa. V tomto prípade je vzdialenosť od spodného okraja piestu po dno nádoby 20 cm. Keď sa výťah začne pohybovať smerom nahor so zrýchlením, piest sa posunie o 2 cm. S akým zrýchlením sa výťah pohybuje, ak sa zmení plyn Dá sa teplota ignorovať?
5 možnosť
A1. Najmenší poriadok v usporiadaní častíc je typický pre
1) plyny
2) kvapaliny
3) kryštalické telesá
4) amorfné telesá
A2. Ako sa zmení tlak ideálneho monatomického plynu, ak sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu molekúl a koncentrácia zníži 2-krát?
1) sa zvýši 4-krát
2) Znížiť 2-krát
3) Znížte 4-krát
4) Nezmení sa
A3. Pri akej teplote je priemerná kinetická energia translačného pohybu molekúl plynu rovná 6,21 10 -21 J?
1) 27 tis
2) 45 tis
3) 300 tis
4) 573 tis
A4. Obrázok ukazuje cyklus uskutočnený s ideálnym plynom. Izobarické chladenie zodpovedá oblasti
1) AB
2) DA
3) CD
4) pred Kr
A5. Nádoba pod piestom obsahuje iba nasýtenú vodnú paru. Ako sa zmení tlak v nádobe, ak začneme stláčať pary, pričom udržiavame konštantnú teplotu nádoby?
1) Tlak bude stále stúpať
2) Tlak bude stále klesať
3) Tlak zostane konštantný
4) Tlak zostane konštantný a potom začne klesať
B1. Na obrázku. ukazuje graf izotermickej expanzie vodíka.
Hmotnosť vodíka je 40 g. Určte jeho teplotu. Molárna hmota vodík 0,002 kg/mol. Svoju odpoveď zaokrúhlite na najbližšie celé číslo.
V 2. Vytvorte súlad medzi názvom fyzikálnej veličiny a vzorcom, podľa ktorého ju možno určiť.
názov
A) hustota hmoty
B) množstvo látky
B) hmotnosť molekuly
1) N/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/M
5) m/V
C1. Piest s plochou 10 cm 2 a hmotnosťou 5 kg sa môže pohybovať bez trenia vo vertikálnej valcovej nádobe, pričom je zabezpečená jej tesnosť. Nádoba s piestom naplneným plynom spočíva na podlahe stacionárneho výťahu pri atmosférickom tlaku 100 kPa, pričom vzdialenosť od spodného okraja piestu po dno nádoby je 20 cm Aká bude táto vzdialenosť, keď výťah ide hore so zrýchlením 2 m/s 2? Ignorujte zmeny teploty plynu.
Odpovede na test na tému Molekulárna fyzika 10. ročník
1 možnosť
A1-3
A2-2
A3-1
A4-3
A5-1
V 1. 20 mol
V 2. 123
C1. 5,56 kg
Možnosť 2
A1-1
A2-3
A3-1
A4-3
A5-1
V 1. 675 kPa
V 2. 432
C1. 22,22 cm
3 možnosť
A1-4
A2-4
A3-1
A4-1
A5-1
V 1. 1,2 MPa
V 2. 213
C1. 9,3 cm2
4 možnosť
A1-2
A2-3
A3-2
A4-1
A5-4
V 1. 16 mol
V 2. 523
C1. 3,89 m/s 2
5 možnosť
A1-1
A2-3
A3-3
A4-3
A5-3
V 1. 301 tis
V 2. 543
C1. 18,75 cm
Finálny, konečný test vo fyzike
11. ročník
1. Závislosť súradnice od času pre niektoré teleso je opísaná rovnicou x=8t -t2. V ktorom časovom bode je rýchlosť telesa nulová?
1) 8 s2) 4 s3) 3 s4) 0 s
2. Pri konštantnej koncentrácii častíc ideálneho plynu sa priemerná kinetická energia tepelného pohybu jeho molekúl znížila 4-krát. Súčasne tlak plynu
1) klesla 16-krát
2) znížená 2-krát
3) znížená 4-krát
4) sa nezmenil
3. Pri konštantnej hmotnosti ideálneho plynu sa jeho tlak znížil dvakrát a teplota sa zvýšila dvakrát. Ako sa zmenil objem plynu?
1) zdvojnásobil
2) znížená 2-krát
3) zvýšená 4-krát
4) sa nezmenil
4. Pri konštantnej teplote sa objem danej hmotnosti ideálneho plynu zväčšil 9-násobne. Tlak v tomto
1) zvýšená 3-krát
2) zvýšená 9-krát
3) znížená 3-krát
4) znížili 9-krát
5. Plyn v nádobe bol stlačený, pričom vykonal prácu 30 J. V tomto prípade sa vnútorná energia plynu zvýšila o 25 J. Preto plyn
1) dostal zvonku množstvo tepla rovnajúce sa 5 J
2) dal životné prostredie množstvo tepla rovné 5 J
3) dostal zvonku množstvo tepla rovnajúce sa 55 J
4) dodalo prostrediu množstvo tepla rovnajúce sa 55 J
6. Vzdialenosť medzi dvoma bodmi elektrické náboje zvýšil 3-krát a jeden z poplatkov bol znížený 3-krát. Sila elektrickej interakcie medzi nimi
1) sa nezmenil
2) znížená 3-krát
3) zvýšená 3-krát
4) klesla 27-krát
7. Kolísanie prúdu v obvode striedavého prúdu popisuje rovnica I=4.čo je 400 bodov. Aká je perióda oscilácie prúdu?
1) 4 c
2) 200 c
3) 0,002 c
4) 0, 005 c
8. Kovová platňa je osvetlená svetlom s energiou 6,2 eV. Pracovná funkcia pre doskový kov je 2,5 eV. Aká je maximálna kinetická energia výsledných fotoelektrónov?
1) 3,7 eV
2) 2,5 eV
3) 6,2 eV
4) 8,7 eV
9. Aká je energia fotónu zodpovedajúca vlnovej dĺžke svetla λ=6 µm?
1) 3.3. 10-40 J
2) 4,0. 10-39 J
3) 3.3. 10-20 J
4) 4,0. 10-19 J
10. Elektrón a protón sa pohybujú rovnakou rýchlosťou. Ktorá z týchto častíc má dlhšiu de Broglieho vlnovú dĺžku?
1) na elektróne
2) na protóne
3) vlnové dĺžky týchto častíc sú rovnaké
4) častice nemožno charakterizovať vlnovou dĺžkou
V 1.Teleso je vrhané pod uhlom 60° k horizontále rýchlosťou 100 m/s. Do akej maximálnej výšky sa telo zdvihne? Svoju odpoveď napíšte v metroch s presnosťou na desatinu.
C1. Ideálny plyn sa najskôr expandoval pri konštantnej teplote, potom sa ochladil pri konštantnom tlaku a potom sa zahrial pri konštantnom objeme, čím sa plyn vrátil do pôvodného stavu. Nakreslite grafy týchto procesov na osiach p - V . Hmotnosť plynu sa nezmenila.
Riešenia
Toto je rovnica rovnomerne zrýchleného pohybu x \u003d x 0 + v 0x t + a x t 2 /2. Rovnica pre rýchlosť pri rovnomerne zrýchlený pohyb: v x = v 0x + a x t. Z rovnice, ktorá nám bola poskytnutá: v 0x \u003d 8 m / s, a x \u003d -2 m / s 2. Zásoba: 0=8-2t . kde t = 4 s.
Jeden z typov základnej rovnice MKT plynov p =2/3. nE k . Z tejto rovnice vidíme, že ak sa koncentrácia n nezmení a priemerná kinetická energia molekúl sa zníži 4-krát, potom sa aj tlak zníži 4-krát.
Podľa Mendelejevovej-Clapeyronovej rovnice pV = (m/M) . RT, ak sa tlak znížil 2-krát a teplota sa zvýšila 2-krát, potom sa objem zvýšil 4-krát.
Pretože teplota a hmotnosť plynu sa nemenia, ide o izotermický proces. Spĺňa Boyleov-Mariottov zákon pV = konšt. Z tohto zákona vidíme, že ak sa objem zväčší 9-krát, potom sa tlak zníži 9-krát.
Prvý zákon termodynamiky: ΔU =A +Q. Podľa podmienky A=30J, ΔU=25J. Potom Q = -5J, t.j. telo odovzdalo do okolia 5 J tepla.
Coulombov zákon: F e =k |q 1 | . |q 2 | / r 2. Z tohto zákona vidíme, že ak sa jeden z nábojov zníži 3-krát a vzdialenosť medzi nábojmi sa zväčší 3-krát, potom sa elektrická sila zníži 27-krát.
Všeobecná forma harmonická závislosť kolísania prúdu: I = I m cos (ωt + φ). Z porovnania vidíme, že cyklická frekvencia ω=400π. Pretože ω=2πν, potom frekvencia oscilácií ν=200Hz. Pretože perióda T=1/ν, potom T=0,005 s.
Einsteinova rovnica pre fotoelektrický efekt: h ν \u003d A out + E k. Podľa podmienky h ν \u003d 6,2 eV, A out = 2,5 eV. Potom E k \u003d 3,7 eV.
Energia fotónu E = h ν, ν=с/λ. Nahradením dostaneme E \u003d 3.3. 10-20 J.
De Broglieho vzorec: p \u003d h / λ. Pretože p = mv, potom mv = h/λ a λ=h/mv. Pretože hmotnosť elektrónu je menšia, jeho vlnová dĺžka je dlhšia.
V 1. Zoberme si vrhací bod ako referenčné teleso, nasmerujte súradnicovú os Y kolmo nahor. Potom sa maximálna výška rovná priemetu vektora posunutia na os Y. Použime vzorec s y =(v y 2 -v 0y 2)/(2g y ). V hornom bode je rýchlosť nasmerovaná horizontálne, takže v y =0. v 0y \u003d v 0 sinα, g y \u003d -g. Potom s y =(v 0 2 sin 2 α )/(2g ). Nahradením dostaneme 369,8 m .
