Тренировочный тест к разделу 2 «Молекулярная физика. Термодинамика» - МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

При выполнении заданий этой части нужно поставить знак «х» в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного варианта ответа.

A1

1

2

3

4

А1. Какой объем занимает один моль идеального газа при давлении 305 кПа и температуре 400 К?

1) 0,05 м3 2) 0,011 м3 3) 10 м3 4) 0,7 м3

A2

1

2

3

4

А2. Давление 4 кг кислорода, заключенного в сосуд емкостью 2 м3, при температуре 30°С составляет

1) 100 кПа 2) 150 МПа 3) 157 кПа 4) 90 Па

A3

1

2

3

4

АЗ. Каков объем газа при нормальных условиях, если при давлении 95 кПа и температуре 20 °С он занимает объем 0,164 л?

1) 0,25 л 2) 0,15 л 3) 0,05л 4) 1 л

A4

1

2

3

4

А4. Концентрация молекул идеального газа при нормальных условиях равна:

1) 2,7 · 1025 м 3 2) 4 · 1022 м 3 3) 5 · 1028 м 3 4) 5 · 1020 м 3

A5

1

2

3

4

А5. Сколько молекул азота находится в сосуде емкостью 10 -3 м3 при давлении 0,127 мПа?

1) 3 · 1013 2) 2 · 1020 3) 5 · 1015 4) 1 · 1027

A6

1

2

3

4

А6. На сколько градусов повышается температура воды у подножия пятидесятиметрового водопада? Всеми видами теплоотдачи можно пренебречь.

1) на 5,2 °С 2) на 1,5 °С 3) на 0, 12 °С 4) на 0,3 °С

A7

1

2

3

4

А7. Цикл Карно — это круговой обратимый процесс, состоящий из

1) двух изобарных и двух изохорных процессов

2) двух изотермических и двух изобарных процессов

3) двух изотермических и двух адиабатических процессов

4) двух изохорных и двух адиабатических процессов

A8

1

2

3

4

А8. Какой из перечисленных ниже процессов является обратимым?

1) падение воды с вершины горы (водопад)

2) процесс теплообмена между телами в изолированной системе

3) раскачивание детских качелей

4) колебания идеального математического маятника

A9

1

2

3

4

А9. Плотность ацетилена С2Н2 при нормальных условиях составляет:

1) 2,03 кг/м3 2) 1,51 кг/м3 3) 1,15 кг/м3 4) 3 кг/м3

A10

1

2

3

4

A10. Зависимость между плотностью идеального газа и абсолютной температурой при изобарном процессе

1) прямо пропорциональная 3) обратно пропорциональная

2) квадратичная 4) кубическая

A11

1

2

3

4

А11. Для увеличения КПД теплового двигателя необходимо: А) уменьшить температуру холодильника; Б) увеличить температуру нагревателя. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

A12

1

2

3

4

А12. Образовавшаяся в горячей воде пленка парафина объемом 1 мм3 имеет площадь 1 м2. Считая толщину пленки равной диаметру молекулы парафина d, можно сказать, что d равно

1) 1 · 109 м 2) 3 · 108 м 3) 5 · 1010 м 4) 2 · 107 м

A13

1

2

3

4

А13. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя 7,2 МДж в секунду, а отдает в холодильник 6,4 МДж. КПД такого двигателя составляет

1) 15% 2) 25% 3) 11% 4) 8%

A14

1

2

3

4

А14. Температура нагревателя и холодильника равны соответственно 150 °С и 20 °С. От нагревателя взято 1 · 105кДж. Если считать машину идеальной, то работа, произведенная машиной, равна

1) 5 · 103 кДж 2) 7,2 · 104 кДж 3) 4 · 105 кДж 4) 3,1 · 104 кДж

A15

1

2

3

4

А15. В откачанном до высокого вакуума сосуде осталось несколько молекул газа. Как определить температуру этого газа?

1) с помощью термопары

2) используя ртутный термометр

3) с помощью газового термометра

4) принципиально невозможно определить

A16

1

2

3

4

А16. Какое количество теплоты выделится при конденсации 20 г водяного пара при 100 °С и охлаждении полученной воды до 20 °С?

1) 40 кДж 2) 52 кДж 3) 0,1 МДж 4) 10 кДж

A17

1

2

3

4

А17. В электрочайнике с неисправной системой автоматического отключения вода нагревается от 0 °С до кипения за 10 мин. За какой промежуток времени после этого вся вода выкипит?

1) 54 мин 2) 105 мин 3) 60 мин 4) 70 мин

A18

1

2

3

4

А18. Абсолютная влажность 5 м3 воздуха, в котором содержится 80 г водяного пара, составляет

1) 16 г/м3 2) 20 г/м3 3) 40 г/м3 4) 35 г/м3

A19

1

2

3

4

А19. Скорость испарения жидкости зависит от: А) температуры, площади свободной поверхности и рода жидкости; Б) массы жидкости. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) и А, и Б 3) только Б 4) ни А, ни Б

A20

1

2

3

4

А20. Насыщенный пар характеризуется тем, что: А) его давление не зависит от температуры; Б) концентрация молекул при постоянной температуре не зависит от объема. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

A21

1

2

3

4

А21. Экспериментальная зависимость давления насыщенного пара от температуры (см. рисунок) на участке АВ отличается от зависимости р = nkT для идеального газа по причине

1) слишком больших давлений

2) большой массы жидкости

3) очень высоких температур

4) фазового перехода жидкость ↔ газ

A22

1

2

3

4

А22. Кристаллические тела отличаются от аморфных тем, что

1) являются более твердыми, чем аморфные

2) имеют большую плотность

3) имеют меньшие коэффициенты теплового расширения

4) имеют определенную температуру плавления

A23

1

2

3

4

А23. На рисунке приведены графики изменения температуры двух тел одинаковой массы при нагревании. Условия нагревания одинаковы. Отношения теплоемкостей , температур плавления и удельных температур плавления этих тел таковы

A24

1

2

3

4

A24. У идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагревателя равна 400 К, а температура холодильника — 300 К. КПД машины равен

1) 20%

2) 25%

3) 40%

4) 30%

A25

1

2

3

4

А25. На диаграмме зависимости насыщенного пара от температуры в закрытом объеме (см. рисунок к А21) жидкость присутствует

1) только на участке АВ

2) только на участке ВС

3) и на участке АВ, и на участке ВС

4) отсутствует и на участке АВ, и на участке ВС

Часть 2

Ответом к заданиям В1—В2 будет некоторое число. Это число нужно записать без указания единиц измерения физических величин.

B1

В1. Из баллона со сжатым водородом емкостью 10 л вследствие неисправности вентиля утекает газ. При температуре 7 °С давление было равно 5 МПА. Через некоторое время при температуре 17 °С манометр показал такое же давление. Сколько газа утекло? Ответ дать в г и округлить до одного знака после запятой.

B2

В2. В сосуде емкостью 10 л находится кислород под давлением 101,3 кПа. Стенки сосуда могут выдержать давление до 1,013 МПа. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу?

В заданиях ВЗ-В5 на установление соответствия требуется указать последовательность цифр, соответствующих правильному ответу.

B3

ВЗ. 100 г кислорода нагревают от 10 °С до 60 °С. Установите соответствие между типом процесса, при котором происходит нагревание (левый столбец), и изменением внутренней энергии газа (правый столбец).

A) Изохорный 1) 3,25 кДж

Б) Изобарный 2) 7 кДж

B) Адиабатический 3) 2 кДж

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

А	Б	В

B4. На рисунке приведен замкнутый термодинамический цикл, произведенный с некоторой массой идеального газа. Установите соответствие между номером участка процесса (левый столбец) и изменением объема газа на этом участке (правый столбец).

A)1-2 1) увеличивается

Б) 2-3 2) уменьшается

B)3-4 3) не изменяется

Г) 4-1. 4) увеличивается пропорционально Т

5) уменьшается пропорционально Т

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

А	Б	В	Г

В5. На рисунке приведена диаграмма работы компрессора двойного действия. Установите соответствие между участками диаграммы (левый столбец) и частями рабочего цикла работы компрессора (правый столбец).

А )АВ Б) ВС В) CD Г) DA

1) проталкивание воздуха в резервуар (при постоянном давлении)

2) мгновенное понижение давления в цилиндре компрессора при закрытии выпускного клапана и открытии впускного

3) впуск воздуха при давлении в 1 атм.

4) изотермическое сжатие воздуха

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

А	Б	В	Г

Часть 3

Полное правильное решение задач С1-С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

С1. В баллоне емкостью V1 = 20 л находится сжатый воздух. При температуре Т1 = 20°С манометр показывает давление Р1 = 12 МПа (избыточное над атмосферным, равным Рa= 0,1 МПа). Какой объем воды V2 (в литрах) можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если вытеснение происходит на глубине h = 30 м при температуре Т2 = 5 °С?

С2. Баллон емкостью V = 10 л с кислородом при давлении Р = 8 МПа и температуре Т1 = 7 °С нагревается до Т2= 15,5 °С. Какое количество теплоты при этом поглощается газом?

СЗ. Какой должна быть скорость свинцового шарика в момент удара о стальную плиту, чтобы он расплавился, если его температура до удара была равна 27 °С? Всеми видами теплоотдачи можно пренебречь.

С4. На Р-V-диаграмме (см. рисунок) изображены термодинамические процессы перехода 1 → 2 → 3 некоторого количество кислорода, осуществленные путем его нагрева. Определите приращение внутренней энергии газа, совершенную им работу и количество переданного газу тепла.

С5. Оболочку аэростата емкостью 50 м3 заполняют газом с помощью компрессора. Сколько качаний должен сделать компрессор, чтобы давление газа в оболочке при температуре 40 °С достигло 0,2 МПа, если при каждом качании компрессор захватывает 25 л газа при давлении 0,1 МПа и температуре 20°С?

С6. Найдите увеличение внутренней энергии гелия в результате изобарического расширения от объема 5 л до объема 10 л. Процесс происходит при 200 кПа. Ответ дайте в кДж.