Задачи на тему Молекулярная физика: молекулярно-кинетическая теория идеального газа
из задачника Касьянов 10 класс по предмету Физика

Название темы: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48
1. Почему свойства разреженных газов не зависят от их химического состава?
2. Почему для описания движения молекул газа нет смысла использовать законы динамики Ньютона?
3. Почему газ неограниченно расширяется, занимая весь предоставленный ему объем?
4. Скорость теплового движения молекул в воздухе при комнатной температуре близка к скорости пули. Почему аромат духов распространяется по комнате лишь через некоторое время после открытия флакона?
5. Как распределяются в пространстве молекулы идеального газа в отсутствие внешних сил? Почему?
Название темы: Распределение молекул идеального газа в пространстве §48. Задачи
1. Определите полное число микросостояний при распределении шести частиц идеального газа по двум половинам сосуда, не разделенного перегородкой Чему равно число способов реализации состояния <3|3>, <2|4>, <1|5>? [64; 20; 15; 6]
2. Какой промежуток времени экспериментатор будет наблюдать равномерное распределение шести частиц по двум половинам сосуда, если опыт проводится в течение суток? [7,5 ч]
3. Какую часть времени 10 частиц идеального газа будут распределены равномерно по двум половинам сосуда? [63/256]
4. Во сколько раз равномерное распределение 10 частиц <5|5> по двум половинам сосуда реализуется чаще, чем пребывание всех молекул в любой из двух половин сосуда? [в 126 раз]
5. Найдите полное число микросостояний при распределении 6 частиц по трем одинаковым частям сосуда, не разделенным перегородками. Какую часть времени 6 частиц будут равномерно распределены по объему, т е реализуется микросостояние <2|2|2>? [729; 10/81]
Название темы: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49
1. Сформулируйте закон сохранения импульса для упругого столкновения, изображенного на рисунке 176
2. Как определить среднее значение физической величины из эксперимента?
3. Для чего в опыте Штерна используются вращающиеся диски?
4. Как рассчитывается число частиц, приходящихся на единичный интервал скоростей?
5. Сформулируйте определение наивероятной скорости частиц
Название темы: Распределение молекул идеального газа по скоростям §49. Задачи
1. Рассчитайте средний возраст вашей семьи, используя формулу (152).
2. Угол между прорезями во вращающихся дисках в опыте Штерна составляет 90°. Прорезь образует угол 2°. Средняя скорость частиц, попадающих в вакуумную камеру, 450 м/с. В каком интервале скоростей детектор фиксирует частицы? [(450 ±10) м/с]
3. Определите наиболее вероятный возраст учеников в вашем классе
4. Докажите, что после абсолютно упругого нецентрального удара двух одинаковых шаров (один из которых первоначально покоился) угол между их скоростями составляет 90°
5. Докажите, что не существует преимущественного направления скорости молекул идеального газа
Название темы: Температура §50
1. Какое состояние газа является равновесным стационарным?
2. Сформулируйте определение температуры тела Какая единица температуры используется в СИ?
3. Применимо ли понятие температуры к одной молекуле?
4. Почему термодинамическая температура не может быть отрицательной?
5. Атмосферный воздух состоит из азота, кислорода, аргона и других газов Одинакова ли тепловая скорость молекул этих газов?
Название темы: Температура §50. Задачи
1. Чему равны показания термометра по шкале Фаренгейта: 1) при таянии льда; 2) при кипении воды; 3) при измерении нормальной температуры (36,6 °С) человеческого тела? [32 °F; 212 °F; 97,9 °F]
2. При какой температуре показания термометров по шкалам Цельсия и Фаренгейта одинаковы? [-40 °С]
3. При какой температуре показания термометров по термодинамической шкале и шкале Фаренгейта одинаковы? [574,25 К]
4. Определите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода и аргона в воздухе при температуре 20 °С. [478 м/с; 427 м/с]
5. При какой температуре тепловая скорость молекул азота равна 90 км/ч? [10,5 К]
Название темы: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51
1. Почему барабанная перепонка уха не продавливается бомбардирующими ее молекулами воздуха?
2. Что доказал эксперимент О. фон Герике?
3. Сформулируйте и запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
4. На высоте порядка сотен километров над Землей молекулы атмосферы имеют кинетическую энергию, которой соответствует температура порядка тысяч градусов Цельсия. Почему на такой высоте не плавятся искусственные спутники Земли?
5. Сформулируйте закон Дальтона.
Название темы: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории §51. Задачи
1. Магдебургские полушария растягивали 8 лошадей с каждой стороны. Как изменится сила тяги, если одно полушарие прикрепить к стене, а другое будут тянуть 16 лошадей?
2. Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 1,01 • 105 Па. Тепловая скорость молекул 500 м/с Найдите плотность газа. [1,21 кг/м3]
3. Под каким давлением находится кислород, если тепловая скорость его молекул 550 м/с, а их концентрация 1025м-3? [9,7 кПа]
4. Азот занимает объем 1 л при нормальном атмосферном давлении. Определите энергию поступательного движения молекул газа [15,15 Дж]
5. Воздух состоит из смеси азота, кислорода и аргона. Их концентрация соответственно равна 7,8 • 1024м-3, 2,1 ⋅ 1024м-3, 1023м-3. Средняя кинетическая энергия молекул смеси одинакова и равна 3 - 10-21 Дж. Найдите давление воздуха. [20 кПа]
Название темы: Уравнение клапейрона-менделеева §52
1. Каковы нормальные условия для идеального газа?
2. Какова концентрация молекул идеального газа при нормальных условиях?
3. Как соотносится среднее расстояние между атомами идеального газа с размером атома.
4. Какие макроскопические параметры связывает уравнение Клапейрона—Менделеева?
5. Какие макроскопические параметры следует задать для однозначного определения состояния идеального газа?
Название темы: Уравнение клапейрона-менделеева §52. Задачи
1. Как изменится давление газа при уменьшении в 4 раза его объема и увеличении температуры в 1,5 раза? [увеличится в 6 раз]
2. Давление газа в люминесцентной лампе 103 Па, а его температура 42 °С Определите концентрацию атомов в лампе. Оцените среднее расстояние между атомами.[2,3 ⋅ 1023 м-3; 16,3 нм]
3. Оцените число молекул воздуха, находящихся в классе при атмосферном давлении и температуре 20 °С.
4. Найдите объем одного моля идеального газа любого химического состава при нормальных условиях. [22,4 л = 0,0224 м3]
5. В сосуде объемом 4 л находятся молекулярный водород и гелий. Считая газы идеальными, найдите давление газов в сосуде при температуре 20 °С, если их массы соответственно равны 2 г и 4 г. [4,87 кПа]
Название темы: Изопроцессы §53
1. Какие процессы изменения состояния идеального газа называют изопроцессами?
2. Какой процесс называют изотермическим? Сформулируйте закон Бойля—Мариотта. Постройте изотермы в осях р, V; р, Т, V, Т
3. Почему при изотермическом процессе к газу подводится теплота?
4. Какой процесс называют изобарным? Сформулируйте закон Гей-Люссака. Постройте изохору в осях р, V и V, Т
5. Какой процесс называют изохорным? Сформулируйте закон Шарля. Постройте изохоры в осях р, Т и р, V.
Название темы: Изопроцессы §53. Задачи
1. Определите глубину озера, если объем воздушного пузырька удваивается при подъеме со дна на поверхность. Температура пузырька не успевает измениться при подъеме [10,3 м]
2. Цилиндр разделен непроницаемой закрепленной перегородкой на две части, объемы которых V1 и V2 Давление воздуха в этих частях цилиндра р1 и р2 соответственно При снятии закрепления перегородка может двигаться вдоль цилиндра как невесомый поршень. На какое расстояние и в какую сторону сдвинется перегородка?
3. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 27,5 см находится столбик ртути длиной 7,5 см. При повороте трубки в вертикальное положение столбик ртути смещается вниз на 2 см. Определите давление воздуха в обеих частях трубки в горизонтальном и вертикальном положениях [2,4 • 104 Па]
4. В цилиндре под поршнем массой 50 кг и площадью S = 10-2 м2 находится 1 моль воздуха. Цилиндр нагревают снаружи при нормальном атмосферном давлении на 15 °С. Найдите смещение поршня в результате нагревания. [8,3 см]
5. Автомобильные шины накачаны до давления 2 ⋅ 104 Па при температуре 7 °С. После нескольких часов езды температура воздуха в шинах поднялась до 42 °С. Каким стало давление воздуха в шинах? [2,25 • 104 Па]

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
Видео онлайн