Молекулярная физики и термодинамика. Основные формулы и понятия. Подготовка к ЕГЭ. 11 класс
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 . 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. 2 /3V y– количества вещества
Б. Температура газа 2. /y V
3. 2 /3yR
4 . / 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
Метки: Физика