Все задачи

Один моль идеального одноатомного газа совершает циклический процесс 1-2-3-4-1, график которого показан на рисунке в координатах Из предложенного ниже списка выберите все правильные утверждения, описывающие этот процесс.

1. В процессе 1-2 газ совершает отрицательную работу.

2. В процессе 2-3 газу сообщают положительное количество теплоты.

3. В процессе 3-4 газ отдаёт положительное количество теплоты в окружающую среду.

4. В процессе 4-1 внутренняя энергия газа остаётся неизменной.

5. Работа, совершённая газом в процессе 1-2, в 1,6 раза больше работы, совершённой над газом в процессе 3-4.

На рисунке представлены графики — зависимости температуры двух тел одинаковой массы от сообщённого количества теплоты Первоначально тела находились в жидком агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения и укажите их номера.

1. Температура кипения у первого тела в 2 раза меньше, чем у второго.

2. Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии.

3. Удельная теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии первого тела в 3 раза больше, чем второго.

4. Оба тела имеют одинаковую удельную теплоту парообразования.

5. Удельная теплота парообразования для 1 тела в 1,5 раза больше, чем для второго.

На диаграмме отображена последовательность трёх процессов изменения состояния 2 моль идеального газа. Выберите все правильные утверждения, описывающие эти процессы.

1. В процессе 1 газ нагревают.

2. Процесс 1 является изотермическим.

3. В процессе 3 газ совершает работу.

4. В процессе 2 газ выделяет положительное количество теплоты.

5. Процесс 3 является изохорным.

Объём сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое и добавили в сосуд такое же количество того же газа. Температура в сосуде поддерживается постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие этот процесс.

1. Давление газа в этом процессе увеличилось в 4 раза.

2. Внутренняя энергия газа в сосуде не изменилась.

3. Концентрация молекул газа в сосуде уменьшилась.

4. В ходе процесса газ совершил положительную работу.

5. Плотность газа в сосуде увеличилась.

В вертикальном сосуде с гладкими стенками под массивным подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ массой при температуре Массу газа уменьшили в 2 раза, а абсолютную температуру увеличили в 3 раза. Выберите все утверждения, которые соответствуют результатам этого процесса.

1. Количество вещества газа в сосуде увеличилось в 1,5 раза.

2. Давление газа в сосуде осталось неизменным.

3. Объём газа в этом процессе уменьшился в 3 раза.

4. Внутренняя энергия газа увеличилась в 1,5 раза по сравнению с первоначальной.

5. Плотность газа в сосуде уменьшилась в 3 раза.

В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. На рисунке показан график зависимости температуры эфира от времени его нагревания и последующего охлаждения.

Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих с эфиром.

1. Процесс соответствует плавлению твёрдого эфира.

2. Процесс соответствует охлаждению жидкого эфира.

3. Процесс соответствует конденсации эфира.

4. В процессе внутренняя энергия эфира остаётся неизменной.

5. В процессе внутренняя энергия эфира уменьшается.

Ответ:

С идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-4-1, -диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1. Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,5 моля.

2. Работа газа при его изобарном расширении равна 400 Дж.

3. Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 100 Дж.

4. На участке 2-3 газ отдаёт положительное количество теплоты.

5. Минимальная температура газа в циклическом процессе равна 100 К.

Ответ:

При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул пропорциональна давлению (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процесс 1-2.

1. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа остаётся неизменной.

2. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается.

3. Объём газа изотермически увеличивается.

4. Абсолютная температура газа уменьшается.

5. Плотность газа увеличивается.

Ответ:

В среду и четверг температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в среду было меньше, чем в четверг.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения по поводу этой ситуации.

1. Концентрация молекул водяного пара в воздухе в среду была больше, чем в четверг.

2. Плотность насыщенных водяных паров в среду и четверг была одинаковой.

3. Масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха, в среду была меньше, чем в четверг.

4. Давление водяных паров в среду было меньше, чем в четверг.

5. Относительная влажность воздуха в среду была больше, чем в четверг.

Ответ:

На -диаграмме показаны два процесса, проведённые с одним и тем же количеством газообразного неона (где — давление неона, — его объем).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

1. В процессе 2 абсолютная температура неона изобарно увеличилась в 2 раза.

2. В процессе 1 плотность неона увеличилась в 5 раз.

3. В процессе 1 неон изобарно увеличил свой объём в 5 раз.

4. В процессе 2 концентрация молекул неона увеличилась в 2 раза.

5. Работа, совершённая неоном в процессе 1, больше, чем в процессе 2.

Ответ:

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях.

Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам этих опытов. Газ считать идеальным.

1. Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5.

2. При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ совершил положительную работу.

3. В состояниях 1-3 объём газа был одинаковым.

4. При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ получил положительное количество теплоты.

5. Объём газа в состоянии 4 в 2 раза меньше объёма газа в состоянии 1.

Ответ:

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях.

Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам этих опытов. Газ считать идеальным.

1. Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 1,5 раза больше, чем в состоянии 2.

2. При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса внешние силы совершили над газом положительную работу.

3. В состояниях 1-3 объём газа был одинаковым.

4. При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ отдал положительное количество теплоты.

5. Объём газа в состоянии 4 в 2 раза больше объёма газа в состоянии 1.

Ответ:

Объём сосуда, содержащего 1 моль неона, уменьшили вдвое и добавили в сосуд 1 моль аргона. Температура в сосуде поддерживается постоянной. Выберите из предложенного списка все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта.

1. Концентрации атомов неона в 2 раза меньше, чем у аргона.

2. Парциальное давление неона увеличилось в 2 раза.

3. Внутренняя энергия неона уменьшилась.

4. Плотность газа в сосуде увеличилась.

5. Давление в сосуде увеличилось в 4 раза.

Ответ:

При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 давление газа пропорционально его плотности (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процесс 1-2.

1. Абсолютная температура газа остаётся неизменной.

2. Концентрация молекул газа уменьшается.

3. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается.

4. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа уменьшается.

5. Происходит изотермическое сжатие газа.

Ответ:

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 303 К, а в части Б равна 20 °С. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.

1. При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал.

2. Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К.

3. Внутренняя энергия газа в части А не изменилась.

4. В результате теплообмена газ в сосуде А совершил работу.

5. Температура газа в части Б повысилась.

В сосуде неизменного объёма находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль второго газа. Как изменились в результате парциальное давление первого газа и суммарная внутренняя энергия газа, если температура в сосуде поддерживалась неизменной?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

Температуру холодильника тепловой машины, работающей по циклу Карно, понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

Температуру нагревателя тепловой машины Карно уменьшили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

Температуру нагревателя тепловой машины Карно увеличили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме внутренняя энергия воздуха в шаре и его объём? Теплопроводностью оболочки шара пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме температура воздуха и концентрация молекул в шаре? Теплопроводностью оболочки шара пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

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

В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество массой Цилиндр поместили в печь. На рисунке схематично показан график изменения температуры вещества по мере поглощения им количества теплоты Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих происходящие с веществом тепловые процессы.

Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

Одноатомный идеальный газ в количестве 0,04 моль, находящийся в сосуде под подвижным поршнем, изотермически расширяется при температуре 450 К. Масса газа в сосуде остаётся неизменной.

Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими газ, и формулами, выражающими их зависимость от объёма газа.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

Установите соответствие между процессами, в которых участвует 1 моль одноатомного идеального газа, и физическими величинами — изменение внутренней энергии; — работа газа), которые их характеризуют.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

Установите соответствие между процессами, в которых участвует 1 моль одноатомного идеального газа, и физическими величинами, (где — изменение внутренней энергии; — работа газа), которые их характеризуют.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0 °С. После того как наступило тепловое равновесие, весь лёд растаял, и температура воды стала равной 0 °С. Определите начальную температуру воды. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Площадь поперечного сечения поршня Давление окружающего воздуха Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. Какое количество теплоты нужно отвести от газа при его медленном охлаждении, чтобы поршень передвинулся на расстояние

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится гелия при температуре во втором — аргона при температуре Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится Определите объём одного сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

С одним молем идеального газа проводят циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Найти коэффициент полезного действия цикла если известно, что в состоянии 1 температура в состоянии 3 температура а в состояниях 2 и 4 температура одинакова.

В сосуде объемом с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение полагая газ идеальным.

Два моля одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 с температурой в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объёму. В результате плотность газа уменьшается в раза. Какое количество теплоты газ получает в ходе этого процесса?

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3–4, показанном на -диаграмме. Во сколько раз общее количество теплоты, полученное газом в ходе всего процесса 1–2–3–4, больше работы газа в этом процессе?

На полу лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Изначально поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно подниматься вверх. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, как при движении лифта изменится температура газа в сосуде. Трением между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь.

На полу лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Изначально поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно подниматься вверх.

1. Составьте уравнения, решениями которых будет зависимость координаты и температуры от времени. Известно, что адиабатический процесс описывается уравнением где коэффициент для одноатомного газа.

   При расчетах, ежели таковые последуют, используйте следующие значения: масса поршня площадь сечения сосуда ускорение начальная высота поршня над дном сосуда количество вещества газа

2. Найдите конечную температуру если при движении на поршень действует сила трения

Два сосуда содержат одноатомный идеальный газ. Масса газа в первом сосуде его температура Второй сосуд содержит такой же газ массой при температуре Сосуды соединяют трубкой. Пренебрегая объемом трубки и теплообменом с окружающей средой, найти температуру газа установившуюся в сосудах.

В гладком закрепленном теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре отделенный от окружающей среды — вакуума — теплоизолированным поршнем массой Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

В теплоизолированном цилиндре, разделенном на две части тонким невесомым теплопроводящим поршнем, находится идеальный одноатомный газ. В начальный момент времени поршень закреплен, а параметры состояния газа — давление, объем и температура — в одной части цилиндра равны а в другой, соответственно, Поршень отпускают, и он начинает двигаться без трения. Какое давление газа установится в цилиндре спустя достаточно долгое время, когда будет достигнуто состояние равновесия? Теплоемкостями цилиндра и поршня можно пренебречь.

Теплоизолированный сосуд объемом разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится 1 моль гелия, а в другой 1 моль неона. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы неона — нет. Начальная температура гелия равна температуре неона: Определите внутреннюю энергию газа в той части сосуда, где первоначально находился неон, после установления равновесия в системе.

В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде под поршнем весом содержится идеальный одноатомный газ. Между поршнем и неподвижной опорой располагается пружина, жесткость которой Расстояние между поршнем и дном сосуда при этом пружина не деформирована. Какое количество тепла нужно сообщить газу, чтобы поршень переместился на расстояние Атмосферное давление не учитывать.

В цилиндрическом сосуде 1 под поршнем массой находится одноатомный идеальный газ. Сосуд 1 соединен трубкой, снабженной краном, с таким же сосудом 2, в котором под поршнем массой находится такой же газ. Сосуды и трубка теплоизолированы. В начальном состоянии кран закрыт, поршень в сосуде 2 расположен на высоте от дна. На какое расстояние передвинется поршень в сосуде 1 после открывания крана? Объемом трубки с краном пренебречь, атмосферное давление не учитывать.