PDF Печать E-mail
Молекулярная физики и термодинамика. Основные формулы и понятия. Подготовка к ЕГЭ. 11 класс.

Масса молекул – m, Mr –относительная молекулярная масса (округлённая до целого значения атомная масса в таблице Менделеева).  N-  число  молекул в теле.  V –количество вещества   (моль).     M—молярная масса (масса вещества, взятого в количестве одного моля).       М=Мr 10-3 kг/моль.            

 Nа- число   Авогадро  6*1023  моль-1.   V=N\NA.

М=m0Na.     m=m0N.           V=m\M.          N=VNa=Nam\M.            

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Р=1/3*m0nv2. E=2\3*nE .Где  Р- давление(па),   Е- кинетическая энергия(Дж).  Е=3\2kT.  T- температура по шкале Цельсия   Т=(t+ 273) K.    Р=nkT. K=1,38 *10-23Дж\К.

            Газовые законы.

Уравнение Mенделеева --  РV=m/M*RT.

P1V1/T1=P2V2/T2.—уравнение Клапейрона.

Закон Бойля –Мариотта (изотермический процесс- Т постоянно).

Р1V1=P2V2.  V-объём (м3).

Закон Гей-Люссака (изобарный процесс Р постоянно).

V1/Т1=V2/Т2.

Закон Шарля ( изохорный процесс V  постоянно).

Р1/Т1=Р2/Т2.

                                    ПРИМЕРЫ:

Часть 1.

1.         А. При температуре 240К и  давлении 1,66*105Па плотность газа равна 2кг/м3.  Какова   молярная масса этого газа? 

1.         3.6* 10-3кг/м3.

2.         230кг/м3.                    Ответ: 3.

3.         24 *10-3кг/м3   

4.         0,24*105кг/м5.

2.         А. Значение температуры по шкале Цельсия, соответствующее абсолютной  температуре 10К, равно

            1.—2830с.      3. 2630с.         Ответ: 4.

            2.---2630с.      4. 2830с.

Часть  2 .( в  )                                                                                              

Одноатомный идеальный газ неизменной массы в изотермическом процессе совершает работу  А  больше О. Как меняются в этом процессе объём, давление и внутренняя энергия газа?

      Для каждой величины определите  соответствующий характер изменения:  1. увеличивается

            2.уменьшается

            3. не изменится.

            Ответ:1, 2, 3.

ЧАСТЬ С.

 Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350К. Плотность смеси оказалась равной50 г/м3. Чему равно давление в газе?

Дано: Т=350К.

  Р=50г/м3 =50*10-3кг/м3                                  

М1=4*10-3   к г/моль (гелий)

М2=2*10-3 кг/  моль   (водород)                                                                                                                                               

-М3=28*10-3 кг/моль(азот)

Р--?     Решение:

 Пусть  m -          масса одного  газа. Тогда плотность смеси: р = 3m/V,

где     V  --  объём  сосуда. Отсюда  m/V =p/3.

 Запишем    закон  Менделеева – Клапейрона для каждого   газа  

PV=m/M*RT.      P1=m/V*RT/M1= pRT /3M1.

P2=m/V*RT/M2= pRT/3M2.  P3=m/V*RT/M3.

По   закону  Дальтона: Р=Р1+Р»+Р3.

Р = рRT/3M1+ pRT/3M2+pRT/3M3== pRT/3*( 1/M1+1/M2+1/M3).

      50*10-3кг/м3*8,31  дж/к моль*350к

Р=    ----------------------- ------------------------------------ *

                      3

* (1/4+1/2 +1/28)*10-3 кг/моль.=38 кПа.

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  СОМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ:

Часть А.

А1.  При понижении абсолютной температуры идеального газа в 1,5 раза средняя кинетическая энергия теплового движения молекул

1.         Увеличится в 1,5 раза

        2.уменьшится в 1,5 раза

      3.уменьшится в 2,25 раза

      4.не изменится

А2.На pv- диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Количество теплоты, полученное газом, равно

р          1. 0кДж

 2р       2.10кДж

р          V         3.20кДж

            4.40кДж

А3. Концентрация  молекул одноатомного идеального газа  уменьшили в  5 раз. Одновременно в  2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление газа в сосуде

1) снизилось в 5 раз 3) снизилось в 5/2 раза

2) возросло в 2 раза  4)снизилось в 5/4 раза

А4. В воздушном насосе перекрыли выходное отверстие и быстро сжали воздух в цилиндре насоса. Какой процесс происходит с воздухом в цилиндре насоса?

1.         изобарный

2.         изохорный

3.         изотермический

4.         адиабатный

А5. Какое из утверждений правильно?

1.         Диффузия наблюдается только в газах и жидкостях.

2.         Диффузия наблюдается только в твёрдых телах.

3.         Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твёрдых телах.

    ЧАСТЬ  В.

 Внутренняя энергия Y  молей одноатомного идеального газа   равна    U. Газ занимает объём – V. R- универсальная газовая постоянная. Чему  равны  давление и температура газа? 

 Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

Физическая величина          Формула

А. Давление газа      1. 2U/3V         y-  количества вещества

Б. Температура газа  2. U/y V

            3. 2U/3yR

            4 .U / y R.

  Часть С.

Воздушный шар объёмом 2500 М3 с массой оболочки  400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 70С, его плотность

1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом ( корзиной и воздухоплавателем ) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой.

М. А. Иванова, МКОУ Венгеровская СОШ № 2, с. Венгерово, Новосибирская область