 |
|
Изопараметрические процессы
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКЕ
Дисциплина Молекулярная физика
Специальность 5В071000 –Материаловедение и технология новыз материалов Курс 2, семестр 3
Составитель Корзун И. Н., доцент, канд. физ.-мат. наук
Факультет физико-технический
Кафедра теплофизики и технической физики
Модуль 1 А
Равновесные макропараметры
Уравнение состояния идеального газа
Изопараметрические процессы
1.(а, l). Отметьте правильное определение идеального газа.
Идеальным газом называется ...
1.1. газ, молекулы которого рассматриваются как не взаимодействующие друг с другом материальные точки;
1.2. газ, молекулы которого рассматриваются как абсолютно твёрдые сферы, не взаимодействующие друг с другом;
1.3. газ, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, сила отталкивания между которыми обратно пропорциональна расстоянию между ними;
1.4. газ, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, сила притяжения между которыми обратно пропорциональна расстоянию между ними;
1.5. газ, молекулы которого рассматриваются как абсолютно твёрдые сферы, сила притяжения между которыми пропорциональна расстоянию между ними.
2.(а, к). Укажите правильную формулу для основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов (n - число частиц в единице объёма газа).
2.1. 
; 2.2. 
; 2.3. 
;
2.4. 
; 2.5. 
.
3. (а,к). Укажите правильную формулу для основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов (<Eк> - средняя кинетическая энергия теплового движения одной молекулы газа).
3.1. 
; 3.2. 
; 3.3. 
;
3.4. 
; 3.5. 
.
4. (d, m). Как изменится давление идеального газа при увеличении средней квадратичной скорости его молекул в 1,5 раза, если числовая плотность молекул остается неизменной?
4.1. Увеличится в 1,5 раза; 4.2. увеличится в 2,25 раза; 4.3. не изменится;
4.4. уменьшится в 1,5 раза; 4.5. уменьшится в 2,25 раза.
5. (d, m). Как изменится давление идеального газа при увеличении числовой плотности молекул в три раза, если средняя квадратичная скорость молекул остаётся неизменной?
5.1. Уменьшится в три раза; 5.2. не изменится; 5.3. увеличится в два раза;
5.4. увеличится в три раза; 5.5. уменьшится в два раза.
6.(d, m). Укажите правильную формулу для средней квадратичной скорости молекул 
, полученную из основного уравнения молекулярно-кинетической теории (r = nm - плотность газа).
6.1. 
; 6.2. 
; 6.3. 
;
6.4. 
; 6.5. 
.
7.(d, m). Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа = 450 м/с. Давление газа p = 50 кПа. Найти плотность 
газа при этих условиях.
7.1. 1,24 кг/м3 ; 7.2. 0,24 кг/м3 ; 7.3. 0,74 кг/м3 ; 7.4. 1,74 кг/м3 ; 7.5. 0,074 кг/м3 .
8. (а, к). Укажите правильную формулировку понятия температуры.
8.1. Температура - степень нагретости тела;
8.2. температура - физическая величина, пропорциональная энергии тела;
8.3. температура - физическая величина, пропорциональная средней кинетической энергии поступательного движения хаотически движущихся молекул;
8.4. температура - физическая величина, пропорциональная полной кинетической энергии хаотически движущихся молекул;
8.5. температура - физическая величина, пропорциональная потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия.
9.(а, п). Укажите правильное определениеединицы измерения температуры в единицах СИ.
9.1. Один кельвин есть одна сотая температурного интервала между температурами кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении;
9.2. один кельвин есть температурный интервал, соответствующий одной сотой части поднятия ртути между температурами кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении;
9.3. один кельвин есть 1/273,15 часть температурного интервала от абсолютного нуля до температуры тройной точки воды;
9.4. один кельвин есть 1/273,16 часть температурного интервала от абсолютного нуля до температуры таяния льда при нормальном атмосферном давлении;
9.5. один кельвин есть 1/273,16 часть температурного интервала от абсолютного нуля до температуры тройной точки воды.
10. (b,l). Укажите правильную формулу.
10.1. 
; 10.2. 
; 10.3. 
;
10.4. 
; 10.5. 
~ Eкин + Eпот. 
11. (b,n). В каких единицах измеряется постоянная Больцмана k в СИ?
11.1. Дж/(моль×К); 11.2. Дж/моль; 11.3. Дж/К; 11.4. Дж×моль; 11.5. Дж×К.
12.(b,n). В каких единицах измеряется универсальная газовая постоянная R в СИ?
12.1. Дж×К; 12.2. Дж/(моль×К); 12.3.Дж/К; 12.4.Дж/моль; 12.5.Дж×моль/К.
13. (b,n). Укажите правильное значение постоянной Авогадро NA..
13.1. NA = 6,02×1023 моль-1; 13.2. NA = 6,02×10-23 моль-1; 13.3. NA = 1023 моль-1;
13.4. NA = 6,02×10-23 моль-1; 13.5. NA = 6,02×1015 моль-1.
14. (d,m). Во сколько раз различаются среднеквадратичные скорости молекул идеального газа при температурах, отличающихся в два раза?
14.1. В два раза; 14.2. одинаковы; 14.3. в 1,41 раза; 14.4. в 4 раза; 14.5. в 3 раза.
15. (d,m). Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекулы идеального газа при нормальных условиях (постоянная Больцмана k = 1,38×10-23 Дж/К).
15.1. 62×10-21 Дж; 15.2. 3,5×10-21 Дж; 15.3. 12,4×10-21 Дж;
15.4. 5,65×10-21 Дж; 15.5. 18,6×10-21 Дж.
16. (d,m). Во сколько раз различаются скорости двух молекул различных идеальных газов, если масса их молекул различается в 4 раза, а температура газов одинакова?
16.1. В два раза; 16.2. в 16 раз; 16.3. в 8 раз; 16.4. в 4 раза; 16.5. одинаковы.
17. (d,m). Какая температура соответствует средней квадратичной скорости молекул кислорода 
= 400 м/с?
17.1. 411 К; 17.2. 104 К; 17.3. 309 К; 17.4. 515 К; 17.5. 205 К.
18. (a,l). Укажите правильную формулу для внутренней энергии U одного моля идеального газа.
18.1. 
; 18.2. 
; 18.3. 
; 18.4. 
; 18.5. 
.
19. (a,l). Укажите правильную формулу для внутренней энергии U произвольной массы идеального газа (m - масса газа, M - его молярная масса).
19.1. 
; 19.2. 
; 19.3. 
;
19.4. 
; 19.5. 
. 
20. (a,k). Укажите правильную формулу для уравнения состояния одного моля идеального газа (m - масса газа, M - его молярная масса).
20.1. 
; 20.2. 
; 20.3. 
; 20.4. 
; 20.5. 
.
21. (a,k). Укажите правильную формулу для уравнения состояния идеального газа (m - масса газа, M - его молярная масса).
21.1. 
; 21.2. 
; 21.3. 
; 21.4. 
; 21.5. 
.
22. (b, l). Укажите правильную формулу.
22.1. 
; 22.2. 
; 22.3. 
; 22.4. 
; 22.5. 
.
23. (d,m). Сколько молекул N газа находится в сосуде объемом V при давлении p и температуре T?
23.1. 
; 23.2. 
; 23.3. 
; 23.4. 
; 23.5. 
.
24. (d, m). Какова температура 8 г кислорода, занимающего объем 2,1 л при давлении 200 кПа?
24.1. 302 К; 24.2. -710 С; 24.3. 710 С; 24.4. 400 К; 24.5. 344 К.
25. (d, m). Сколько молекул воздуха содержится в комнате размерами 6´3´3 м3 при нормальных условиях? Постоянная Больцмана k = 1,38×10-23 Дж/K.
25.1. N = 1,4×10-27; 25.2. N = 7×1015; 25.3. N = 7×10-15; 25.4. N = 1,4×1015; 25.5. N = 1,4×1027.
26. (d, m). Какой объем занимают 8 г кислорода при температуре 170 С и давлении 200 кПа?
26.1. 30 л; 26.2. 0,3 л; 26. 3. 3 л; 26.4. 6 л; 26.5. 60 л.
27. (d, m). Найти массу m азота, занимающего объем 25 л при температуре 270 С и давлении 100 кПа.
27.1. 28 кг; 27.2. 28×10-3 кг; 27.3. 14 кг; 27.4. 14×10-3 кг; 27.5. 56×10-3 кг.
28. (d, m). Какова масса воздуха, содержащегося в комнате размерами 3´3´6 м3 при нормальных условиях? Молярная масса воздуха М = 29×10-3 кг/моль.
28.1. 6,9 кг; 28.2. 0,69 кг; 28.3. 690 кг; 28.4. 69 кг; 28.5. 0,069 кг.
29. (b, l). Укажите правильную формулу для плотности r идеального газа (М- молярная масса газа).
29.1. 
; 29.2. 
; 29.3. 
; 29.4. 
; 29.5. 
.
30. (d, m). При температуре t = 500 С давление насыщенного водяного пара p = 12,3 кПа. Найти плотность r водяного пара.
30.1. 82 кг/м3; 30.2. 0,82 кг/м3; 30.3. 0,082 кг/м3; 30.4. 8,2 кг/м3; 30.5. 0,0082 кг/м3.
31. (d, m). Найти внутреннюю энергию U двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом V = 2 л под давлением Р = 150 кПа.
31.1. 750 Дж; 31.2. 75 Дж; 31.3. 7,5 Дж; 31.4. 7500 Дж; 31.5. 300 Дж.
32. (d, m). Найти внутреннюю энергию массы m = 1 г воздуха при температуре t = 170 С. Молярная масса воздуха М = 29×10-3 кг/моль.
32.1. 208 кДж; 32.2. 208 Дж; 32.3. 20 Дж; 32.4. 20 кДж; 32.5. 2,08 Дж.
33. (d, m). Найти энергию вращательного движения молекул, содержащихся в массе m = 1 кг азота при температуре t = 70 С.
33.1. 80 Дж; 33.2. 8 Дж; 33.3. 8 кДж; 33.4. 80 кДж; 33.5. 800 Дж.
34. (a, k). Укажите правильную формулу для изохорного процесса.
34.1. 
; 34.2. 
; 34.3. 
; 34.4. 
; 34.5. 
.
35. (a, k). Укажите правильную формулу для изобарного процесса.
35.1. ; 35.2. 
; 35.3. 
; 35.4. 
; 35.5. 
.
36. (a, k). Укажите правильную формулу для изотермического процесса.
36.1. ; 36.2. ; 36.3. ; 36.4. ; 36.5. .
37. (d, m). Отметьте вариант ответа, в котором правильно указаны все изопараметрические процессы.
p 2 3 37.1. 1 - изобара, 2 - изохора, 3 - изотерма;
37.2. 1 - изобара, 2 - изотерма, 3 - изохора;
37.3. 1 - изохора, 2 - изотерма, 3 - изобара ;
1 37.4. 1 - изохора, 2 - изобара, 3 - изотерма;
37.5. 1 - изотерма, 2 - изобара, 3 - изохора.
V
38. (d, m). Отметьте вариант ответа, в котором правильно указаны все изопараметрические процессы.
p 2 3 38.1. 1 - изотерма, 2 - изохора, 3 - изобара;
38.2. 1 - изобара, 2 - изохора, 3 - изотерма;
1 38.3. 1 - изотерма, 2 - изобара, 3 - изохора ;
38.4. 1 - изохора, 2 - изотерма, 3 - изобара;
T 38.5. 1 - изобара, 2 - изотерма, 3 - изохора.
39. (d, m). Отметьте вариант ответа, в котором правильно указаны все изопараметрические процессы.
V 2 3 39.1. 1 - изохора, 2 - изобара, 3 - изотерма;
39.2. 1 - изохора, 2 - изотерма, 3 - изобара;
1 39.3. 1 - изобара, 2 - изотерма, 3 - изохора ;
39.4. 1 - изобара, 2 - изохора, 3 - изотерма;
T 39.5. 1 - изотерма, 2 - изохора, 3 - изобара.
40. (d, m). Как изменится температура идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
p 40.1. уменьшится; 40.2. не изменится;
1 2 40.3. увеличится; 40.4. нужно знать массу газа;
40.5. для разных газов могут быть разные ответы.
V
41. (d, m). Как изменится температура идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
p 1 41.1. уменьшится; 41.2. не изменится;
41.3. увеличится; 41.4. нужно знать массу газа;
2 41.5. для разных газов могут быть разные ответы.
V
42. (d, m). Как изменится давление идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
V 42.1. увеличится; 42.2. уменьшится;
1 2 T 42.3. не изменится; 42.4. нужно знать массу газа;
 |
42.5. для разных газов могут быть разные ответы.
43. (d, m). Как изменится давление идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
V 2 43.1. увеличится; 43.2. уменьшится;
43.3. не изменится; 43.4. нужно знать массу газа;
1 43.5. для разных газов могут быть разные ответы.
T
44. (d, m). Как изменится объем идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
p 44.1. уменьшится; 44.2. увеличится;
1 2 44.3. не изменится; 44.4. нужно знать массу газа;
44.5. для разных газов могут быть разные ответы.
T
45. (d, m). Как изменится объем идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?
p 2 45.1. не изменится; 45.2. увеличится;
45.3. уменьшится; 45.4. нужно знать массу газа;
1 45.5. для разных газов могут быть разные ответы.
T
46. (d, m). При нагревании идеальный газ переведен из состояния 1 в состояние 2. Как изменился при этом объем газа? Масса газа постоянна.
p 2 46.1. не изменился; 46.2. увеличился;
46.3. уменьшился; 46.4. нужно знать массу газа;
1 46.5. для разных газов могут быть разные ответы.
T
47. (d, m).При нагревании идеального газа был получен график зависимости его давления от температуры. Масса газа постоянна. При этом объем газа...
p 47.1. увеличится; 47.2. уменьшится
p2 2 47.3. не изменится; 47.4. нужно знать массу газа;
47.5. для разных газов могут быть разные ответы.
p1 1
T1 T2 T
48. (d, m). При нагревании идеальный газ переведен из состояния 1 в сoстояние 2. Как изменилось при этом его давление? Масса газа постоянна.
V 48.1. не изменилось; 48.2. увеличилось;
2 48.3. уменьшилось; 48.4. нужно знать массу газа;
1 48.5.для разных газов могут быть разные ответы.
T
49. (d, m). Состояние идеального газа изменилось в соответствии с графиком, изображенным на рисунке. В состоянии 1 температура газа была Т0. Определить температуру газа в состоянии 3.
p 49.1. Т0; 49.2. 2Т0; 49.3. 3Т0;
2p 3 49.4. 4Т0; 49.5. 5Т0 .
p 1 2
V 2V V
50. (d, m). На диаграмме (PV) точками 1 и 2 изображены два состояния одной и той же массы идеального газа. Каково соотношение между температурами Т1 и Т2?
p 50.1. Т1 > T2; 50.2. Т1 = T2;
1 50.3. Т1 < T2; 50.4. нужно знать массу газа;
2 50.5. для разных газов могут быть разные ответы.
V
51. (d, m). На диаграмме (pТ) точками aи b изображены два состoяния одной и той же массы газа. Укажите правильное соотношение между объемами и плотностями газа в этих двух состояниях.
p 51.1. Va > Vb, ra > rb ; 51.2. Va < Vb, ra < rb ;
b · 51.3. Va < Vb, ra > rb ; 51.4. Va > Vb, ra < rb ;
51.5. необходимо знать массу газа.
a ·
T
52. (d, m). На диаграмме (VT) приведен график, описывающий два процесса в идеальном газе при переходе 1 - 2 - 3. Эти процессы ...
V 52.1. изобарического охлаждения и изотермического сжатия;
3 52.2. изобарического нагревания и изотермического расширения;
52.3. изобарического охлаждения и изотермического расширения;
2 52.4. изобарического нагревания и изотермического сжатия;
1 52.5. изотермического нагревания и изохорического расширения.
T
53. (a, l). Внутренняя энергия газа складывается из Ек - суммарной кинетической энергии теплового движения молекул и Еп - потенциальной энергии их взаимодействия. При каком соотношении между Ек и Еп состояние газа может быть описано уравнением Клапейрона - Менделеева?
53.1. Ек >> Еп; 53.2. Ек << Еп; 53.3. Ек = Еп; 53.4. Ек и Еп больше нуля;
53.5. Ек и Еп не связаны никакими соотношениями.
54. (b, n). Укажите правильное значение универсальной газовой постоянной R.
54.1. 8,31×103 Дж/(моль×К); 54.2. 8,31×10-3 Дж/(моль×К); 54.3. 0,831 Дж/(моль×К);
54.4. 83,1 Дж/(моль×К); 54.5. 8,31 Дж/(моль×К);
55. (d, m). В баллоне объемом V находится газ массой m1 при температуре T1. Некоторое количество газа выпустили из баллона, после чего оставшаяся масса оказалась равной m2, а температура Т2. Какую массу газа D m = m1 - m2 выпустили из баллона?
55.1. 
; 55.2. 
; 55.3. 
;
55.4. 
; 55.5. 
.
Модуль 2. А