Анализ физических процессов. Молекулярная физика

[рис.] При переводе одноатомного идеального газа из состояния 1 в состояние 2 давление р прямо пропорционально объёму V (см. рис.). Масса газа в процессе остаётся постоянной. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих процесс 1–2. 1) Абсолютная температура газа увеличивается. 2) Происходит изотермическое расширение газа. 3) Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа увеличивается. 4) Плотность газа увеличивается. 5) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа увеличивается.

На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщенного им количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. [рис.] Используя данные графиков, выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 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 твердом агрегатном состоянии первого тела в 3 раза больше, чем второго. 4) Оба тела имеют одинаковую удельную теплоту парообразования. 5) Температура плавления второго тела больше, чем первого.

В двух сосудах одинакового объёма находятся разреженные газы. В первом сосуде находится 2 моль гелия при температуре 127 °C, во втором сосуде находится 1 моль аргона при температуре 300 K. Выберите все верные утверждения о параметрах состояния указанных газов. 1. Абсолютная температура газа во втором сосуде выше, чем в первом. 2. Давления газов в сосудах одинаковы. 3. Среднеквадратичная скорость молекул газа в первом сосуде больше, чем во втором. 4. Концентрация газа в первом сосуде в 2 раза меньше, чем во втором. 5. Отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул гелия равно 0,75.

[рис.] Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления p газа от объёма V. Масса газа в процессе остаётся постоянной. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1. Абсолютная температура газа минимальна в состоянии 2. 2. В процессе 1–⁠2 абсолютная температура газа изобарно увеличилась в 2 раза. 3. В процессе 2–⁠3 абсолютная температура газа изохорно уменьшилась в 2 раза. 4. Концентрация газа минимальна в состоянии 1. 5. В ходе процесса 1–⁠2–⁠3 среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа уменьшается в 4 раза.

В двух сосудах одинакового объёма находятся разреженные газы. В первом сосуде находится 1 моль неона при температуре 177 °C, во втором сосуде находится 1 моль аргона при температуре 300 K. Выберите все верные утверждения о параметрах состояния указанных газов. 1. Абсолютная температура газа во втором сосуде выше, чем в первом. 2. Концентрация газа во втором сосуде меньше, чем в первом. 3. Отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул неона равно 2. 4. Давление аргона меньше, чем давление неона. 5. Среднеквадратичная скорость молекул газа в первом сосуде больше, чем во втором.

В двух сосудах одинакового объёма находятся разреженные газы. В первом сосуде находится 2 моль неона при температуре 127 °C, во втором сосуде находится 2 моль аргона при температуре 200 K. Выберите все верные утверждения о параметрах состояния указанных газов. 1. Абсолютная температура газа во втором сосуде выше, чем в первом. 2. Концентрация газа во втором сосуде меньше, чем в первом. 3. Отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул неона к средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона равно 2. 4. Давление аргона больше неона. 5. Среднеквадратичная скорость молекул газа в первом сосуде больше, чем во втором.

Объём сосуда, содержащего 1 моль водорода, увеличили вдвое и добавили в сосуд 1,5 моля гелия. Температуру в сосуде поддерживали постоянной. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта. В ответе запишите их номера. 1) Концентрации водорода и гелия в сосуде в конце опыта одинаковы. 2) Внутренняя энергия водорода уменьшилась. 3) Плотность газа в сосуде увеличилась. 4) Давление в сосуде увеличилось. 5) Парциальное давление водорода уменьшилось.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 моль гелия. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Масса гелия в цилиндре постоянна. Атмосферное давление считать постоянным. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния гелия. 1) При сжатии гелия в цилиндре внешние силы совершают отрицательную работу. 2) При медленном повышении температуры давление гелия в сосуде увеличивается. 3) При медленном понижении температуры сила давления гелия на поршень не изменяется. 4) Если на поршень насыпать некоторое количество песка, не меняя температуры гелия, то давление гелия после того, как система придёт в равновесие, будет равно первоначальному давлению. 5) При медленном повышении температуры объём, занимаемый гелием, увеличивается.

Пористая неподвижная перегородка расположена посередине сосуда. В его левой половине находится 4 моль гелия, а в правой — 40 г аргона. Перегородка является непроницаемой для молекул аргона и может свободно пропускать лишь молекулы гелия. Температуры газов равны и постоянны. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе. 1) Концентрация гелия в правой половине сосуда в 2 раза меньше концентрации аргона. 2) Давление газов в правой половине сосуда в 1,5 раза больше давления газа в левой половине. 3) В правой половине сосуда общее число молекул газов больше, чем в левой половине. 4) Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул аргона больше, чем у молекул гелия. 5) В результате установления равновесия давление газа в левой половине сосуда увеличилось в 2 раза.

[рис.] Неон постоянной массы переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на pV-⁠диаграмме. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отраженные на графике процессы. 1. Абсолютная температура неона минимальна в состоянии 1. 2. Плотность неона максимальна в состоянии 1. 3. В ходе процесса 1–2–3 среднеквадратичная скорость теплового движения молекул неона увеличивается в 3 раза. 4. В процессе 1–2 абсолютная температура неона не изменилась. 5. В процессе 2–3 абсолютная температура неона изохорно увеличилась в 2 раза.

[рис.] На рисунке показаны два процесса, проведенных с одним и тем же количеством газообразного неона (p — давление неона; V — его объем). Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке. 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 объем неона изобарно увеличился в 5 раз. 4. В процессе 2 концентрация молекул неона увеличилась в 2 раза. 5. Работа, совершенная неоном в процессе 1, больше, чем в процессе 2.

[рис.] При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул n прямо пропорциональна давлению р (см. рисунок). Масса газа в этом процессе остается постоянной. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процесс 1–2. В ответе укажите их номера. 1. Абсолютная температура газа уменьшается. 2. Плотность газа остается неизменной. 3. Происходит изотермическое расширение газа. 4. Среднеквадратичная скорость теплового движения молекул газа остается неизменной. 5. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа увеличивается.

При изучении процессов, происходящих с газом, ученик занес в таблицу результаты измерения температуры t и давления p постоянного количества газа в различных равновесных состояниях. Какие из утверждений, приведенных ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным. Выберите все верные утверждения и укажите их номера. № состояния | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 р, кПа | 200 | 180 | 150 | 100 | 110 | 150 | 200 t, °С | 27 | 27 | 27 | 27 | 57 | 177 | 327 1. Объем газа в состоянии 1 в два раза меньше объема газа в состоянии 4. 2. В состояниях 1, 2 и 3 объем газа был одинаковым. 3. Отношение внутренней энергии газа в состоянии 6 к внутренней энергии газа в состоянии 7 равно 0,75. 4. При переходе из состояния 5 в состояние 6 газ только отдавал количество теплоты без совершения работы. 5. При переходе из состояния 3 в состояние 4 газ совершал работу.

[рис.] На рисунке показаны два процесса, проведенных с одним и тем же количеством газообразного неона (p — давление неона; V — его объем). Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке. 1. В процессе 2 абсолютная температура неона изобарно увеличилась в 2 раза. 2. В процессе 1 плотность неона увеличилась в 5 раз. 3. Работа, совершенная неоном, в обоих процессах одинакова. 4. В процессе 1 объем неона изобарно увеличился в 4 раза. 5. В процессе 2 концентрация молекул неона увеличилась в 2 раза.

[рис.] С идеальным газом происходит циклический процесс 1–2–3–4–1, pV-⁠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. Работа газа при его изобарном расширении равна 200 Дж. 2. Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,45 моля. 3. Работа, совершенная над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж. 4. На участке 4–1 газ отдает положительное количество теплоты. 5. Минимальная температура газа в циклическом процессе равна 100 К.

[рис.] На рисунке показан график циклического процесса, проведенного с одноатомным идеальным газом, в координатах p–V, где p — давление газа, V — объем газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие отраженные на графике процессы. 1. В процессе CD концентрация газа не меняется. 2. В процессе DA газ получает положительное количество теплоты. 3. В состоянии D плотность газа больше, чем в состоянии B. 4. В процессе AB внутренняя энергия газа увеличивается. 5. В процессе CD работа газа положительна.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 50%. Объем сосуда за счет движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в 3 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. При уменьшении объема сосуда в 1,5 раза на стенках появляется роса. 2. Давление пара в сосуде все время увеличивается. 3. В конечном состоянии масса пара в сосуде меньше, чем в начальном состоянии. 4. При уменьшении объема сосуда в 2 раза пар в нем стал насыщенным. 5. В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

В закрытом сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь аргона и гелия (по 1 молю каждого газа). Половину содержимого этого сосуда выпустили наружу, а затем добавили в сосуд еще 2 моля гелия. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. Парциальное давление аргона уменьшилось. 2. Давление смеси газов в сосуде не изменилось. 3. Концентрация гелия увеличилась. 4. В начале опыта плотности газов были одинаковые. 5. В начале опыта внутренние энергии газов были одинаковые.

В жестком герметичном сосуде объемом 1 м3 при температуре 289 K длительное время находился влажный воздух и 10 г воды. Сосуд медленно нагрели до температуры 298 K. Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. t, °C | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 ρнп, · 10−2 кг/м3 | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 1. При температуре 23 °С влажность воздуха в сосуде была равна 48,5%. 2. В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии. 3. Так как объем сосуда не изменялся, давление влажного воздуха увеличивалось пропорционально его температуре. 4. В начальном состоянии при температуре 289 K пар в сосуде был насыщенный. 5. Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось.

[рис.] 1 моль одноатомного идеального газа совершает цикл 1–2–3–1, при котором давление p газа изменяется с изменением плотности $\rho$ газа так, как показано на рисунке. Значения плотности и давления в вершинах цикла представлены на графике. Выберите из предложенного перечня все верные утверждения. 1. Работа газа в процессе 1–2 равна нулю. 2. Внутренняя энергия газа в процессе 2–3 увеличивается. 3. При переходе газа из 3 в 1 внутренняя энергия не меняется. 4. В процессе 3–1 газ отдает положительное количество теплоты. 5. Температура газа в состоянии 3 минимальна.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г водорода, а в правой — 28 г азота. Перегородка может пропускать молекулы водорода и является непроницаемой для молекул азота. Температура газов одинаковая и остается постоянной. Выберите все верные утверждения о процессах установления равновесия в системе и о состояниях газов. 1. После установления равновесия в левой части сосуда будет находиться в 1,5 раза меньше молекул, чем в правой части. 2. Суммарная внутренняя энергия водорода остается неизменной. 3. В начальном состоянии концентрация водорода меньше, чем концентрация азота. 4. В процессе установления равновесия давление в правой части сосуда возрастает в 3 раза. 5. После установления равновесия внутренняя энергия газа в левой части сосуда уменьшилась в 3 раза.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. В левой части сосуда содержится 8 г водорода, а в правой — один моль азота. Перегородка может пропускать молекулы водорода и является непроницаемой для молекул азота. Температура газов одинаковая и остается постоянной. Выберите все верные утверждения о процессах установления равновесия в системе и о состояниях газов. 1. В начальном состоянии концентрация водорода в 4 раза больше концентрации азота. 2. При проникновении в правую часть сосуда водород совершает положительную работу. 3. После установления равновесия в правой части сосуда будет находиться в 1,5 раза больше молекул, чем в левой части. 4. После установления равновесия давление газа в обеих частях сосуда одинаковое. 5. После установления равновесия внутренняя энергия газа в правой части сосуда увеличилась в 3 раза.

В среду и четверг температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в среду было больше, чем в четверг. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения по поводу этой ситуации. 1. Концентрация молекул водяного пара в воздухе в среду была меньше, 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 больше, чем в четверг. 4. Давление водяных паров в среду было больше, чем в четверг. 5. Относительная влажность воздуха в среду была меньше, чем в четверг.

В жестком закрытом сосуде находится влажный воздух при температуре 25 °C. Плотность водяных паров в сосуде равна 1,412 · 10−2 кг/м3. Воздух в сосуде охлаждают до 16 °C. Пользуясь таблицей зависимости плотности $\rho_нп$ насыщенных паров воды от температуры t, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны. t, °C | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 $\rho_нп$ · 10−2кг/м3 | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 1. При температуре 16 °C пар в сосуде насыщенный. 2. Давление в сосуде уменьшается. 3. Плотность водяного пара в сосуде уменьшается. 4. Относительная влажность воздуха в сосуде при 20 °C равна 60%. 5. При уменьшении температуры относительная влажность воздуха в сосуде увеличивается.

В жестком закрытом сосуде находится влажный воздух при температуре 16 °C. Плотность водяных паров в сосуде равна 1,078 · 10−2 кг/м3. Воздух в сосуде нагревают до 25 °C. Пользуясь таблицей зависимости плотности $\rho_нп$ насыщенных паров воды от температуры t, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны. t, °C | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 $\rho_нп$ · 10−2кг/м3 | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 1. При температуре 17 °C на стенках сосуда есть капли росы. 2. Относительная влажность воздуха в сосуде при 18 °C равна 70%. 3. При увеличении температуры относительная влажность воздуха в сосуде уменьшается. 4. Давление в сосуде остается постоянным. 5. Концентрация водяного пара в сосуде при нагревании остается постоянной.

На pV-диаграмме показан процесс 1−2, в котором участвует 0,1 моля идеального одноатомного газа. 1 атм. = 105 Па. [рис.] Выберите все верные утверждения относительно этого процесса. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. Температура газа в состоянии 1 меньше 600 К. 2. Температура газа в состоянии 2 больше 250 К. 3. В процессе 1−2 газ совершает отрицательную работу. 4. В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только убывает. 5. В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только возрастает.

На pV-диаграмме показан процесс 1–2, в котором участвует 0,1 моля идеального одноатомного газа. 1 атм. = 105 Па. [рис.] Выберите все верные утверждения относительно этого процесса. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. Температура газа в состоянии 2 больше 500 К. 2. Температура газа в состоянии 1 меньше 500 К. 3. В процессе 1–2 внутренняя энергия газа только убывает. 4. В процессе 1–2 внутренняя энергия газа только возрастает. 5. В процессе 1–2 газ совершает положительную работу.

Сосуд разделен на две равные по объему части пористой неподвижной перегородкой. Перегородка может пропускать атомы гелия и является непроницаемой для атомов аргона. Вначале в левой части сосуда содержится 8 г гелия, а в правой — 1 моль аргона. Температура газов одинакова и остается постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1. Внутренняя энергия гелия в сосуде больше, чем внутренняя энергия аргона. 2. Концентрация гелия и аргона в правой части сосуда одинакова. 3. В правой части сосуда общее число молекул газов в 2 раза меньше, чем в левой части. 4. Внутренняя энергия гелия в сосуде в конечном состоянии больше, чем в начальном. 5. Давление в обеих частях сосуда одинаково.

[рис.] Твердому телу передавали количество теплоты. На графике приведена зависимость температуры данного тела от количества теплоты. Выберите все верные утверждения на основании построенного графика. 1. Температура плавления тела равна 80 °C. 2. На участке 2–3 внутренняя энергия тела не изменялась. 3. В точке 2 графика тело находилось в жидком состоянии. 4. Для плавления тела, взятого при температуре плавления, потребуется 40 кДж теплоты. 5. Удельная теплоемкость тела в жидком состоянии меньше, чем удельная теплоемкость тела в твердом состоянии.

[рис.] На pV-⁠диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же количеством разреженного газообразного гелия. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1. В процессе 1–2 внутренняя энергия гелия увеличилась в 5 раз. 2. В процессе 3–4 абсолютная температура гелия изобарно увеличилась в 3 раза. 3. В состоянии 2 абсолютная температура гелия в 2 раза выше, чем в состоянии 3. 4. Работа, совершенная гелием, в процессе 1–2 меньше, чем в процессе 3–4. 5. В процессе 1–2 гелий совершил работу 100 Дж.