Молекулярная физика и термодинамика 1 страница

ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул
В соответствии с законом равномерного распределения энергии по степеням свободы средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Здесь молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru и молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы соответственно. Для гелия ( молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ) число i равно …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru  
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru  
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru  
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru  

Решение:
Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , а на каждую колебательную степень – молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Средняя кинетическая энергия молекулы равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .
Здесь молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы поступательного движения, равное 3; молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно 0, 2, 3; молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы колебательного движения, минимальное количество которых равно 1.
Для гелия ( молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ) (одноатомной молекулы) молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru и молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Следовательно, молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
На рисунке представлены графики функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru до молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru в расчете на единицу этого интервала.
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
Для этих функций верными являются утверждения, что …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   распределение 1 соответствует газу, имеющему наибольшую массу молекул
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   распределение 3 соответствует газу, имеющему наибольшую температуру
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   распределение 1 соответствует газу, имеющему наименьшую массу молекул
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   распределение 3 соответствует газу, имеющему наименьшую температуру

Решение:
Функция Максвелла имеет вид молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .
Полная вероятность равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , то есть площадь, ограниченная кривой распределения Максвелла, равна единице и при изменении температуры не изменяется. Из формулы наиболее вероятной скорости молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , при которой функция молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru максимальна, следует, что при повышении температуры максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится. Если сравнивать распределения Максвелла по скоростям различных газов при одной и той же температуре, то при увеличении массы молекулы газа максимум функции сместится влево, следовательно, высота максимума увеличится.


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Отношение молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru системы: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . В изолированных системах энтропия не может убывать при любых, происходящих в ней процессах: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Знак равенства относится к обратимым процессам, а знак «больше» – к необратимым процессам. Если в неизолированную систему поступает тепло и происходит необратимый процесс, то энтропия возрастает за счет не только полученного тепла, но и необратимости процесса: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
На рисунке представлена диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа:
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
За цикл газ получает количество теплоты (в молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ), равное …

 
33 | молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Цикл состоит из изохорного нагревания (4–1), изобарного расширения (1–2), изохорного охлаждения (2–3) и изобарного сжатия (3–4). На первых двух этапах цикла газ получает теплоту. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – изменение внутренней энергии, молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – работа газа. Тогда молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
Таким образом, количество теплоты, получаемое газом за цикл, равно молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Работа газа за цикл (в кДж) равна … молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
5 | молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Работу газа в циклическом процессе можно найти, определив площадь, ограниченную кривой цикла в координатах молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru Цикл имеет форму трапеции. Тогда молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул
Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное, вращательное движение молекулы как целого и колебательное движение атомов в молекуле, отношение средней кинетической энергии колебательного движения к полной кинетической энергии молекулы азота ( молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ) равно …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , а на каждую колебательную степень – молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru Средняя кинетическая энергия молекулы равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Здесь молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы поступательного движения, равное 3; молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно 0, 2, 3; молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – число степеней свободы колебательного движения, минимальное количество которых равно 1.
Для молекулярного азота (двухатомной молекулы) молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru и молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Следовательно, молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru Полная средняя кинетическая энергия молекулы азота ( молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ) равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , энергия колебательного движения молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , тогда отношение молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
В трех одинаковых сосудах находится одинаковое количество газа, причем молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
На рисунке представлены графики функций распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru до молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru в расчете на единицу этого интервала.
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
Для этих функций верными являются утверждения, что …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   кривая 2 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Полная вероятность равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , то есть площадь, ограниченная кривой распределения Максвелла, равна единице и при изменении температуры не изменяется. Из формулы наиболее вероятной скорости молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , при которой функция молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru максимальна, следует, что при повышении температуры максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится.


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
В ходе необратимого процесса при поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла для приращения энтропии верным будет соотношение …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Отношение молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru системы: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . В изолированных системах энтропия не может убывать при любых, происходящих в ней процессах: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Знак равенства относится к обратимым процессам, а знак «больше» – к необратимым процессам. Если в неизолированную систему поступает тепло и происходит необратимый процесс, то энтропия возрастает за счет не только полученного тепла, но и необратимости процесса: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .

ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru до молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru в расчете на единицу этого интервала.
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
Если, не меняя температуры взять другой газ с меньшей молярной массой и таким же числом молекул, то …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   площадь под кривой не изменится
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   высота максимума увеличится
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   площадь под кривой уменьшится

Решение:
Функция Максвелла имеет вид молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru .
Полная вероятность равна: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , то есть площадь, ограниченная кривой распределения Максвелла, равна единице и при изменении температуры или массы молекул не изменяется. Из формулы наиболее вероятной скорости молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , при которой функция молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru максимальна, следует, что при повышении температуры максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится. Если сравнивать распределения Максвелла по скоростям различных газов при одной и той же температуре, то при уменьшении массы молекул газа максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится.


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул
При комнатной температуре отношение молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru для …

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   кислорода
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   водяного пара
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   углекислого газа
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   гелия

Решение:
Из отношения молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru найдем молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Так как 3 поступательные и 2 вращательные степени свободы имеют двухатомные газы, следовательно, это кислород.


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Адиабатное сжатие происходит на этапе …
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   4 – 1
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   2 – 3
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   1 – 2
  молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru   3 – 4

Решение:
Адиабатные процессы происходят без теплообмена с окружающей средой, то есть система не получает тепла и не отдает его, молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru Изменение энтропии определяется как молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , следовательно, при адиабатном процессе энтропия остается постоянной. При адиабатном сжатии над газом совершают работу внешние силы, внутренняя энергия увеличивается: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , температура газа увеличивается. Адиабатное сжатие происходит на этапе 4 – 1.


молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
На (P,V)-диаграмме изображены 2 циклических процесса.
молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru
Отношение работ молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru , совершенных в этих циклах, равно …

 
2 | молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Решение:
Работа газа в координатных осях молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru за цикл численно равна площади фигуры, ограниченной диаграммой кругового процесса. При осуществлении кругового процесса в прямом направлении (по часовой стрелке) работа газа за цикл положительна, так как при расширении газ совершает большую работу, чем затрачивается на его сжатие. Если круговой процесс осуществляется в обратном направлении (против часовой стрелки), то работа газа за цикл отрицательна. Работы газа в первом и втором циклах численно равны площадям прямоугольников: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru и молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru Отношение работ, совершенных в этих циклах: молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru теплоты. При этом его температура понизилась на молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru . Работа ( молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru ), совершенная газом, равна … молекулярная физика и термодинамика 1 страница - student2.ru

Наши рекомендации