1. Gaz ideal, izoprocese.

2. Ecuația Clapeyron-Mendeleev.

3. Ecuația de bază a teoriei molecular-cinetice a unui gaz ideal.

4. Energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculei.

5. Numărul de grade de libertate a moleculei.

6. Legea distribuției uniforme a energiei pe gradele de libertate.

7. Capacitate de căldură (specifică, molară).

8. Amestecul de gaze. Legea lui Dalton.

FORMULASE DE BAZĂ PENTRU Sarcinile de rezolvare

Legile gazelor ideale

Ecuația de stare a unui gaz ideal (ecuația Clapeyron-Mendeleev)

unde m este masa de gaz; M este masa sa molară; R este constanta universala a gazului; n \u003d m / M este numărul de moli de substanță; T este temperatura absolută.

Legea lui Dalton

P \u003d P 1 + P 2 +. . . + P n,

unde P este presiunea amestecului de gaze; P i este presiunea parțială a componentei a-i a amestecului; n este numărul de componente ale amestecului.

Masa molară a amestecului de gaze

M \u003d (m 1 + m 2 + .. + M k) / (n 1 + n 2 + .. + N k),

unde m i este masa componentei a-i a amestecului; n i este cantitatea de substanță a componentei a i-a a amestecului; k este numărul de componente ale amestecului.

Fracția în masă a componentei a i-a a amestecului de gaz

unde m i este masa componentei a-i a amestecului; m este masa amestecului.

Teoria cinetică moleculară a gazelor (MKT)

Cantitatea de substanță

unde N este numărul de elemente structurale ale sistemului (molecule, atomi, ioni etc.); N A este numărul Avogadro; m este masa gazului; M este masa molară.

Masa molară a substanței

Masa unei molecule de substanță

Cantitatea de substanță a amestecului

unde n i, m i - cantitatea de substanță și masa componentei a i-a a amestecului; k este numărul de componente ale amestecului.

Concentrația de particule (molecule, atomi etc.) a unui sistem omogen

unde N este numărul de particule din sistem; V este volumul său; r este densitatea substanței.

Ecuația de bază a teoriei cinetice a gazelor

unde P este presiunea gazului; n este concentrația sa;<e  P\u003e este energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculei.

Energia cinetică medie pentru un singur grad de libertate a moleculei

unde k este constanta Boltzmann; T este temperatura absolută.

Energia cinetică medie pentru toate gradele de libertate excitate ale unei molecule

unde sunt numărul de grade excitate de libertate ale moleculei.

Energia cinetică medie a mișcării translaționale a unei molecule

Dependența presiunii gazului de concentrația moleculelor și temperatura

Molar C și capacitatea specifică de căldură a gazului sunt legate de raport

unde M este masa molară de gaz.

Capacitățile de căldură molară ale gazului la volum constant și presiune constantă sunt egale

C v \u003d iR / 2; C p \u003d (i + 2) R / 2,

unde sunt numărul de grade de libertate; R este constanta universala a gazului.

Căldura specifică la volum constant și presiune constantă sunt, respectiv, egale

Ecuația Mayer pentru capacitățile de căldură molară

MATERIAL DE REFERINȚĂ

Presiune 1 mmHg Sf. \u003d 133 Pa.

Presiune 1 atm \u003d 760 mm Hg. Art.

Masa molară de aer M \u003d 29 × 10 -3 kg / mol.

Masa molară a argonului este M \u003d 40 × 10 −3 kg / mol.

Masa molară a criptonului este M \u003d 84 × 10 −3 kg / mol.

Condiții normale: P \u003d 1,01 × 10 5 Pa, T \u003d 273 K.

Constanta Boltzmann k \u003d 1,38 × 10 -23 J / K.

Constanta de gaz universal R \u003d 8,31 J / (mol × K).

Numărul Avogadro N A \u003d 6,02 × 10 23 mol -1.

ÎNTREBĂRI ȘI EXERCIȚII

1. Care sunt principalele prevederi ale metodelor termodinamice și moleculare cinetice (statistice) pentru studierea sistemelor macroscopice?

2. Care sunt principalii parametri ai sistemului termodinamic.

3. Definiți unitatea de temperatură termodinamică.

4. Scrieți ecuația de stare a unui gaz ideal (ecuația Mendeleev-Clapeyron).

5. Care sunt sensul fizic, dimensiunea și valoarea numerică a constantei universale de gaz R?

6. Formulați legile izoproceselor unui gaz ideal.

7. Dați definiția unei cantități unitare a unei substanțe de 1 mol.

8. Câte molecule există într-o aluniță de orice substanță?

10. Care este baza pentru derivarea ecuației teoriei cinetice moleculare a gazelor ideale pentru presiune? Comparați această ecuație cu ecuația Mendeleev-Clapeyron.

11. Obțineți raportul p \u003d nkT și \u003d 3kT / 2.

12. Care sunt sensul fizic, valoarea numerică și unitățile de măsură ale constantei Boltzmann k?

13. Care este conținutul unuia dintre principiile de bază ale fizicii statistice privind distribuția echilibrului energiei pe grade de libertate?

14. Presupunând că energia medie a unei molecule ideale de gaz \u003d ikT / 2, unde i este suma numărului de translație, de rotație și de dublat de grade vibraționale de libertate a moleculei, obțineți expresia pentru energia internă a unei mase arbitrare a unui gaz ideal.

15. Care este capacitatea termică specifică și molară a unui gaz ideal? De ce există două tipuri de capacități termice pentru un gaz ideal?

16. Obțineți ecuația Mayer pentru capacitățile de căldură molară.

17. Scrie legea lui Dalton și explică sensul ei fizic. Ce cantități fizice care caracterizează amestecul pot fi adăugate?

Sarcinile grupului A

1.(5.20) Care este densitatea r de aer din vas, dacă vasul este evacuat la cel mai mare vid creat prin metode moderne de laborator (P \u003d 10 -11 mm Hg)? Temperatura aerului este de 15 0C.

Răspunsul este:r \u003d 1,6 × 10 -14 kg / m 3.

2.(5.21) m \u003d 12 g de gaz ocupă un volum de V \u003d 4 × 10 −3 m 3 la temperatura de t \u003d 7 0 C. După încălzirea gazului la presiune constantă, densitatea acestuia devine r \u003d 6 × 10 −4 g / cm3. La ce temperatură a fost încălzit gazul?

Răspunsul este:T \u003d 1400 0 K.

3.(5.28) Vasul conține m 1 \u003d 14 g azot și m 2 \u003d 9 g hidrogen la o temperatură de t \u003d 10 0 C și o presiune de P \u003d 1 MPa. Găsiți: 1) masa molară a amestecului, 2) volumul vasului.

Răspunsul este:M \u003d 4,6 x 10 -3 kg / mol; V \u003d 11,7 × 10 −3 m 3.

4.(5.29) Eterul dietilic (C2H5OC2H5) este introdus într-un vas închis umplut cu aer la o temperatură de 20 0 С și o presiune de 100 kPa. După ce eterul s-a evaporat, presiunea în vas a devenit egală cu P \u003d 0,14 MPa. Cât de mult eter a fost introdus în vas? Volumul navei V \u003d 2 L.

Răspunsul este:m \u003d 2,43 × 10 -3 kg.

5.(5.58) Care este energia mișcării termice m \u003d 20 g de oxigen (O 2) la temperatura de t \u003d 10 0 C? Câtă parte din această energie este în mișcare de translație și care este în rotație?

Răspunsul este:L \u003d 3,7 kJ; W post. \u003d 2,2 kJ; W VR \u003d 1,5 kJ.

6.(5.61) Care este energia mișcării termice a moleculelor a două
  gaz atomic închis într-un vas cu un volum de V \u003d 2 l și sub presiune P \u003d 150 kPa?

Răspunsul este:L \u003d 750 J.

7.(5.69) Pentru un anumit gaz diatomic, căldura specifică la presiune constantă este c p \u003d 14,67 × 10 3 J / (kg × K). Care este masa molară a acestui gaz?

Răspunsul este:M \u003d 2 × 10 −3 kg / mol.

8.(5.71) Găsiți capacitățile specifice de căldură c v și c p ale unui anumit gaz dacă se știe că masa sa molară M \u003d 0,03 kg / mol și raportul c p / c v \u003d 1,4.

Răspunsul este:c v \u003d 693 J / (kg × K); c p \u003d 970 J / (kg × K).

9.(5.76) Găsiți căldura specifică la presiunea constantă a amestecului de gaz, constând din n 1 \u003d 3 kmol de argon (Ar) și n 2 \u003d 2 kmol de azot (N 2).

Răspunsul este:c p \u003d 685 J / (kg × K).

10.(5.77) Găsiți raportul c p / c v pentru un amestec de gaz format din m 1 \u003d 8 g de heliu (He) și m 2 \u003d 16 g de oxigen (O 2).

Răspunsul este:c p / c v \u003d 1,59.

Sarcinile grupului B

1.(2.2) Cilindrul cu o capacitate de V \u003d 20 l conține un amestec de hidrogen (H2) și heliu (He) la o temperatură de T \u003d 300 K și o presiune de P \u003d 8 atm. Masa amestecului este m \u003d 25 g. Determinați masele de hidrogen m 1 și heliu m 2. 1 atm. \u003d 100 kPa.

Răspunsul este:m 1 \u003d 0,672 × 10 -3 kg; m 2 \u003d 24,3 × 10 -3 kg.

2.(2.3) În vas se află un amestec de m 1 \u003d 7 g de azot (N 2) și m 2 \u003d 11 g de dioxid de carbon (CO 2) la o temperatură de T \u003d 290 K și o presiune de P \u003d 1 atm. Găsiți densitatea r a acestui amestec, luând în considerare gazele ideale.
  1 atm. \u003d 100 kPa.

Răspunsul este:r \u003d 1,49 kg / m 3.

3.(2.4) Vasul cu un volum de V \u003d 60 l conține un amestec de oxigen (O2) și hidrogen (H 2) la o temperatură de T \u003d 360 K și o presiune de P \u003d 750 mm Hg. Art. Masa amestecului este m \u003d 19 g. Determinați presiunile parțiale ale oxigenului p 1 și ale hidrogenului p2. 1 mmHg Sf. \u003d 133 Pa.

Răspunsul este:p 1 \u003d 24,9 kPa; p 2 \u003d 74,8 kPa.

4.(2.7) În vas se află un amestec de m 1 \u003d 8 g de oxigen (O 2) și m 2 \u003d 7 g de azot (N 2) la o temperatură de T \u003d 400 K și o presiune de P \u003d 10 6 Pa. Găsiți densitatea amestecului de gaz r, presiunea parțială a componentei p 1, p 2 și masa unui mol al amestecului M.

Răspunsul este:r \u003d 9,0 kg / m 3; p 1 \u003d p 2 \u003d 0,5 MPa; m \u003d 30 × 10 -3 kg.

5.(2.8) Învelișul balonului situat lângă suprafața pământului este umplut cu hidrogen cu 7/8 din volumul său, egal cu V \u003d 1600 m 3, la o presiune de P 1 \u003d 100 kPa și o temperatură de T 1 \u003d 290 K. Balonul s-a ridicat la o anumită înălțime, unde presiunea P 2 \u003d 80 kPa și o temperatură de T 2 \u003d 280 K. Determinați masa de hidrogen Dm eliberată din coaja balonului când se ridică.

Răspunsul este:Dm \u003d 6,16 kg.

6.(2.51) Un gaz diatomic cu masa m \u003d 10 g ocupă un volum de V \u003d 6 L la o presiune de P \u003d 10 6 Pa și o temperatură de t \u003d 27 0 C. Determinați capacitatea specifică de căldură c v a acestui gaz.

Răspunsul este:c v \u003d 5 × 10 3 J / (kg × K).

7.(2.52) Determinați căldura specifică a amestecului cu P la presiune constantă, dacă amestecul este format din m 1 \u003d 20 g de dioxid de carbon (CO 2) și m 2 \u003d 40 g de kripton (Kr).

Răspunsul este:c P \u003d 417 J / (kg × K).

8.(2.55) Un kilogram de gaz ideal în timpul procesului de extindere izobară a fost informat de cantitatea de căldură
  Q \u003d 249 kJ, în timp ce temperatura sa a crescut cu
  DT \u003d (T 2 –T 1) \u003d 12 K. Determinați numărul de grade de libertate a gazelor i.

Răspunsul este:i \u003d 3.

9.(2.56) Găsiți masa m a unui kilomol și numărul de grade de libertate i ale unei molecule de gaz pentru care căldura specifică este egală cu: c V \u003d 750 J / (kg × K), c P \u003d 1050 J / (kg × K).

Răspunsul este:m \u003d 27,7 kg, i \u003d 5.

10.(2.58) Densitatea unor gaze triatomice în condiții normale este r \u003d 1,4 kg / m 3. Determinați căldura specifică V V a acestui gaz în timpul procesului izoic. Presiunea atmosferică P 0 \u003d 100 kPa.

Răspunsul este:c V \u003d 785 J / (kg × K).

Sarcinile grupului cu

1. În vas se află un amestec de oxigen (O2) și hidrogen (H 2). Masa m a amestecului este de 3,6 g. Fracția de masă W1 de oxigen este 0,6. Determinați cantitatea de substanță n a amestecului, n 1 și n 2 din fiecare gaz separat.

Răspunsul este:n \u003d 788 mmol; n 1 \u003d 68 mmol; n 2 \u003d 720 mmol.

2. Într-un cilindru cu o capacitate de V \u003d 1 l există azot (N 2) în condiții normale. Când azotul a fost încălzit la o temperatură de T \u003d 1,8 kK, unele dintre moleculele de azot s-au dovedit a fi disociate în atomi. Gradul de disociere este a \u003d 0,3. Determinați: 1) cantitatea de substanță n și concentrația n de molecule de azot înainte de încălzire; 2) cantitatea de substanță n m și concentrația n m de molecule de azot molar după încălzire; 3) cantitatea de substanță n a și concentrația n a de atomi de azot atomic după încălzire; 4) cantitatea totală de substanță n podea și concentrația n etajul de particule din vas după încălzire. Disocierea moleculelor în condiții normale este neglijată. (Raportul dintre numărul de molecule descompuse în atomi și numărul total de molecule de gaz se numește gradul de disociere).

Răspunsul este:1) 44,6 mmol, 2,69 × 10 25 m -3; 2) 31,2 mmol, 1,88 × 10 25 m -3;

3) 26,8 mmoli, 1,61 × 10 25 m -3; 4) 58 mmol, 3,49 × 10 25 m -3.

3. Dioxidul de carbon (CO 2) curge prin conductă la o presiune de P \u003d 0,83 MPa și o temperatură de t \u003d 27 0 C. Care este debitul de gaz în conductă dacă, după t \u003d 2,5 minute, printr-o secțiune transversală a conductei din zona S \u003d 5 cm 2 este m \u003d 2,2 kg de gaz care curge?

Răspunsul este:   m / s

4. O bilă de cauciuc de masă m \u003d 2 g este umflată cu heliu (He) la o temperatură de t \u003d 17 0 C. Când presiunea în bilă atinge P \u003d 1,1 atm, acesta izbucnește. Ce masă de heliu era în bilă, dacă înainte de a izbucni, avea o formă sferică? Folia de cauciuc se rupe la o grosime de d \u003d 2 × 10 -3 cm .Densitatea cauciucului r \u003d 1,1 g / cm3. Starea d<

Răspunsul este:   kg.

5. Trei vase identice legate prin tuburi sunt umplute cu heliu gazos la temperatura de T \u003d 40 K. Apoi, unul dintre vase a fost încălzit la T1 \u003d 100 K, iar celălalt la T2 \u003d 400 K, iar temperatura celui de-al treilea nu s-a schimbat. De câte ori a crescut presiunea în sistem? Neglijați volumul tuburilor de legătură.

Răspunsul este:

6. Pentru a obține un vid ridicat într-un vas de sticlă, acesta trebuie încălzit în timpul evacuării pentru a elimina gazele adsorbite. Determinați câtă presiune va crește într-un vas sferic cu raza R \u003d 10 cm, dacă toate moleculele adsorbite trec de pe pereți în vas. Stratul de molecule de pe pereți se presupune a fi monomolecular, aria secțiunii transversale a unei molecule este de 10-15 cm2. Temperatura de încălzire T \u003d 600 K

Răspunsul este:   Pa.

7. Într-un vas A cu un volum de V 1 \u003d 2 L există un gaz sub presiune P 1 \u003d 3 × 10 5 Pa, iar într-un vas B cu un volum de V 2 \u003d 3 L există aceeași masă a aceluiași gaz ca în vasul A. Temperatura ambelor nave este aceeași și constantă. Ce presiune va fi gazul după conectarea vaselor A și B cu un tub. Neglijați volumul conductei de conectare.

Răspunsul este:P \u003d 2P 1 V 1 / (V 1 + V 2) \u003d 2,4 × 10 5 Pa.

8. Fasciculul molecular cade perpendicular pe peretele absorbant. Concentrația moleculelor din fasciculul n, masa moleculei m 0, viteza fiecărei molecule u. Găsiți presiunea P experimentată de perete dacă: a) peretele este nemișcat; b) peretele se deplasează în direcția normalului la o viteză u

Răspunsul este:a) P \u003d nm 0 u 2, b) P \u003d nm 0 (u ± u) 2.

9. Ce răspunsuri vor fi în problema 8 dacă peretele este absolut elastic și grinda cade pe perete într-un unghi a celui normal. La articolul b) viteza peretelui u

Răspunsul este:a) P \u003d 2nm 0 u 2 cos 2 a, b) P \u003d 2nm 0 (ucosa ± u) 2.

10. Calculați energia medie translațională , rotativ   și vibrațional   mișcări ale unei molecule de gaz diatomice la o temperatură T \u003d 3 × 10 3 K.

Răspunsul este:\u003d 6,2 × 10 -20 J, =\u003d 4,1 × 10 -20 J.

Elementele de bazăfizică moleculară și termodinamică

Metode de cercetare statistică și termodinamică.Fizică moleculară și termodinamică - secțiuni de fizică în care macroscopic

proceseleîn corpuri asociate cu un număr imens de atomi și molecule conținute în corpuri. Pentru a studia aceste procese, sunt utilizate două metode calitative diferite și reciproc complementare: statistică (cinetică moleculară) și termodinamică.Primul este baza fizicii moleculare, al doilea este termodinamica.

Fizică moleculară -o ramură a fizicii care studiază structura și proprietățile materiei pe baza reprezentărilor molecular-cinetice bazate pe faptul că toate corpurile sunt compuse din molecule în mișcare haotică continuă.

Ideea structurii atomice a materiei a fost exprimată de vechiul filosof grec Democrit (460-370 î.Hr.). Atomistica renaște din nou abia în secolul al XVII-lea. și se dezvoltă în lucrările MV Lomonosov, ale căror păreri asupra structurii materiei și fenomenelor termice erau apropiate de cele moderne. Dezvoltarea strictă a teoriei moleculare datează de la mijlocul secolului al XIX-lea. și este legat de lucrările fizicianului german R. Clausius (1822-1888), fizicianului englez J. Maxwell (1831 - 1879) și fizicianului austriac L. Boltzmann (1844-1906).

Procesele studiate de fizica moleculară sunt rezultatul acțiunii combinate a unui număr imens de molecule. Legile comportamentului unui număr foarte mare de molecule, fiind legi statistice, sunt studiate folosind metoda statistică.Această metodă se bazează pe

faptul că proprietățile unui sistem macroscopic sunt determinate în cele din urmă de proprietățile particulelor sistemului, de caracteristicile mișcării lor și în medievalori ale caracteristicilor dinamice ale acestor particule (viteză, energie etc.). De exemplu, temperatura unui corp este determinată de viteza mișcării aleatorii a moleculelor sale, dar, deoarece moleculele diferite au viteze diferite la un moment dat, ea poate fi exprimată doar în termenii valorii medii a vitezei de mișcare a moleculelor. Nu poți vorbi despre temperatura unei molecule. Astfel, caracteristicile macroscopice ale corpurilor au semnificație fizică numai în cazul unui număr mare de molecule.

termodinamică- O ramură a fizicii care studiază proprietățile generale ale sistemelor macroscopice într-o stare de echilibru termodinamic și procesele de tranziție între aceste stări. Termodinamica nu ia în considerare microprocesele care stau la baza acestor transformări. Prin aceasta metoda termodinamicădiferită de statistică. Termodinamica se bazează pe două principii - legi fundamentale stabilite ca urmare a generalizării datelor experimentale.

Domeniul de aplicare al termodinamicii este mult mai larg decât teoria cinetică moleculară, deoarece nu există zone de fizică și chimie în care ar fi imposibil să se utilizeze metoda termodinamică. Totuși, pe de altă parte, metoda termodinamică este oarecum limitată: termodinamica nu spune nimic despre structura microscopică a materiei, despre mecanismul fenomenelor, ci doar stabilește relații între macroscopic

proprietățile substanței. Teoria molecular-cinetică și termodinamica se completează reciproc, formând un singur întreg, dar diferind în diferite metode de cercetare.

Termodinamica se ocupă sistem termodinamic- un set de corpuri macroscopice care interacționează și fac schimb de energie atât între ele, cât și cu alte corpuri (mediul extern). Baza metodei termodinamice este determinarea stării unui sistem termodinamic. Starea sistemului este setată parametri termodinamici (parametri de stare) -un set de cantități fizice care caracterizează proprietățile unui sistem termodinamic. De obicei, temperatura, presiunea și volumul specific sunt selectate ca parametri de stare.

Temperatura este unul dintre conceptele de bază care joacă un rol important nu numai în termodinamică, ci și în fizică în ansamblu. temperatură- o cantitate fizică care caracterizează starea de echilibru termodinamic a unui sistem macroscopic. În conformitate cu decizia celei de-a XI-a Conferințe generale privind greutățile și măsurile (1960), în prezent, doar două scale de temperatură pot fi aplicate. - termodinamic și practic internațional,gradate respectiv în Kelvin (K) și în grade Celsius (° C).

În scala practică internaționalăpunctele de îngheț și fierbere a apei la o presiune de 1,013 10 5 Pa, respectiv 0 și 100 ° C (așa-numitul puncte de referință).

Scala de temperatură termodinamicădeterminat de un punct de referință, care este luat punct triplu de apă(temperatura la care gheața, apa și aburul saturat la o presiune de 609 Pa sunt în echilibru termodinamic). Temperatura acestui punct pe scala termodinamică este de 273,16 K, (exact). Gradul Celsius este egal cu Kelvin. În scara termodinamică, temperatura de înghețare a apei este de 273,15 K (la aceeași presiune ca în Scala Practică Internațională), prin urmare, prin definiție, temperatura și temperatura termodinamică conform Scalei Practice Internaționale sunt legate de relația T \u003d 273,15 + t. Se numește temperatura T \u003d 0 zero kelvin.O analiză a diferitelor procese arată că 0 K este de neatins, deși este posibilă apropierea arbitrară a acestuia.

Volumul specificveste volumul unei mase unitare. Atunci când un corp este omogen, adică, densitatea acestuia este  \u003d const v \u003d V / m \u003d1 / . Deoarece la masă constantă volumul specific este proporțional cu volumul total, proprietățile macroscopice ale unui corp omogen pot fi caracterizate prin volumul corpului.

Parametrii de stare ai sistemului pot fi schimbați. Orice modificare a unui sistem termodinamic asociată cu o modificare a cel puțin unuia dintre parametrii termodinamici este denumită proces termodinamic.Sistemul macroscopic este în echilibru termodinamicdacă starea sa nu se schimbă în timp (se presupune că condițiile externe ale sistemului în cauză nu se modifică).

Capitolul 8

Teoria molecular-cinetică a gazelor ideale

§ 41. Legile experimentale ale gazelor ideale

În utilizarea teoriei cinetice moleculare model idealizatgaz perfectconform căruia:

1) volumul intrinsec al moleculelor de gaz este neglijabil în comparație cu volumul vasului;

2) nu există forțe de interacțiune între moleculele de gaz;

3) coliziunile moleculelor de gaz între ele și cu pereții vasului sunt absolut elastice.

Modelul de gaz ideal poate fi utilizat în studiul gazelor reale, deoarece acestea sunt în condiții apropiate de normal

minim (de exemplu, oxigen și heliu), precum și la presiuni scăzute și temperaturi ridicate, sunt apropiate în proprietățile lor de un gaz ideal. În plus, făcând modificări care să țină seama de volumul intrinsec al moleculelor de gaz și de forțele moleculare care acționează, putem trece la teoria gazelor reale.

Experimental, chiar înainte de apariția teoriei cinetice moleculare, au fost stabilite o serie de legi care descriu comportamentul gazelor ideale, pe care le vom lua în considerare.

LegeaBoyle - Marriott : pentru o masă dată de gaz la o temperatură constantă, produsul presiunii gazului și volumul său este o valoare constantă:

pV \u003d const(41.1) pentru T \u003dconst, m\u003d const.

Curba care prezintă relația dintre cantități rși V,caracterizarea proprietăților unei substanțe la o temperatură constantă se numește izotermei.Izotermele sunt hiperbole, situate pe grafic cu cât este mai mare, cu atât temperatura este mai mare la care se produce procesul (Fig. 60).

LegeaGay lussac : 1) volumul unei mase date de gaz la presiune constantă variază liniar cu temperatura:

V \u003d v 0 (1+  t)(41.2) pentru p  \u003d const m  \u003d const;

2) presiunea unei mase date de gaz la un volum constant variază liniar cu temperatura:

p \u003d p 0 (1+  t)(41.3) pentru V\u003d const m\u003d const.

În aceste ecuații t- temperatura Celsius r 0 și V  0 - presiune și volum la 0 ° С, coeficientul  \u003d 1 / 273,15 K -1.

procescare curge la presiune constantă se numește izobară.Pe graficul în coordonate V, t(Fig. 61) acest proces este descris printr-o linie dreaptă numită isobars. procescare curge la un volum constant se numește izocoră.Pe graficul în coordonate p,t(Fig. 62) el este descris de o linie dreaptă numită isochore.

Rezultă din (41.2) și (41.3) că izobarele și izoarele traversează axa temperaturii în punctul respectiv t\u003d -1 /  \u003d -273,15 ° C, determinată de la condiția 1 + t \u003d 0. Dacă mutați originea în acest punct, atunci trecerea la scara Kelvin are loc (Fig. 62), de unde

T \u003d t +1/  .

Introducerea temperaturii termodinamice în formulele (41.2) și (41.3), legile Gay-Lussac pot fi date cu o formă mai convenabilă:

V \u003d v 0 (1+  t) \u003d V 0 = v 0  t,

p \u003d p 0 (1+  t) \u003d p 0 \u003d p 0  Tsau

V 1 / V 2   \u003d T 1 / T 2 (41.4)

pentru p \u003d const, m \u003d const,

r 1 /r 2 = T 1 /T  2 (41,5) la V\u003d const m\u003d const

unde indicii 1 și 2 se referă la stări arbitrare situate pe un izobar sau izohore.

LegeaAvogadro : moli de orice gaze la aceeași temperatură și presiune ocupă aceleași volume. În condiții normale, acest volum este de 22,41 10-3 m 3 / mol.

Prin definiție, un mol de substanțe diferite conține același număr de molecule, numit constanta Avogadro:

n  a \u003d 6.022 10 23 mol -1.

LegeaDalton : presiunea unui amestec de gaze ideale este egală cu suma presiunilor parțiale ale gazelor incluse în acesta, adică

p \u003d p 1 + p 2 + ... + p n ,

unde p 1 ,p 2 , ..., p  n - presiuni parțiale- presiunea pe care ar exercita gazele amestecului dacă ar ocupa singuri un volum egal cu volumul amestecului la aceeași temperatură.

Obiectivul lecției:Verificați cunoștințele studenților și aflați gradul de stăpânire a materialului acestui subiect.

PROCEDURĂ

Moment organizatoric.

Opțiunea -1 (primul nivel)

1. Calculați masa moleculară a oxigenului - О₂. (Răspuns: 32 10 -3 kg / mol)

2. Există 80 g de oxigen, calculați numărul de alunițe în el. (Răspuns: 2,5 moli)

3. Calculați presiunea gazului pe peretele cilindrului, dacă se știe că propanul se află în ea

(С3Н4) cu un volum de 3000 L la o temperatură de 300 K. Cantitatea de substanță a acestui gaz este

140 mol. (Răspuns: 116kPa)

4. Care este cauza mișcării browniene?

5. Figura arată tranziția unui gaz ideal de la starea 1 la starea 2.

A) Dati un nume procesului de tranzitie. B) Afișați graficul procesului în coordonatele PT și VT.

0 2 V

Opțiune - 2 (primul nivel)

1. Calculați greutatea moleculară a apei - Н₂О. (Răspuns: 18 · 10-3 kg / mol)

2. Într-un pahar 200 g de apă. Găsiți numărul de alunițe de apă. (Răspuns: 11,1 moli)

3. Rezervorul conține azot care cântărește 4 kg la o temperatură de 300 K și o presiune de 4 · 105 Pa.

Găsiți volumul de azot.

4. De ce ocupă gazul întregul volum furnizat?

5. Figura arată tranziția unui gaz ideal de la starea 1 la starea 2.

A) Dati un nume procesului de tranzitie. B) Afișați graficul procesului în coordonate RT și VT Ah.

Opțiunea -1 (nivelul 2)

1. Determinați masa a 1022 molecule de azot.

Decizie. m \u003d m₀ N \u003d M N / NA; m \u003d 4,7 (kg)

2. Temperatura hidrogenului este de 25 ° C. Calculați densitatea acestuia la presiunea atmosferică normală.

Decizie. ρ \u003d P M / RT \u003d 81 (g / cm³)

3. Becurile de lămpi electrice cu gaz inert sunt umplute la presiune și temperatură reduse. Explicați motivul.

4. Un grafic al stării gazului ideal este prezentat în sistemul de coordonate al Republicii Tatarstan.

A) Dați un nume fiecărei tranziții.

B) Desenați tranzițiile în coordonatele PV și VT.

5. În funcție de anotimp, există o diferență între masa de aer care este amplasată în interior. Vara, temperatura aerului este de 40˚˚, iar iarna - 0˚˚ la presiune atmosferică normală. Masa molară de aer este 29 · 10-3 kg / mol. Găsiți diferența de masă de aer.

P V \u003d m R T / M; m1 \u003d P V M / R T1; m2 \u003d P V M / R T2; Δm \u003d m₁ - m₂;

Δm \u003d P V M / R (1 / T1 - 1 / T2); Δm \u003d 8,2 (kg)

Opțiunea -2 (nivelul 2)

N \u003d γ NA \u003d m NA / M; N \u003d 3,3 1012 (molecule)

2. Azotul se află într-un vas închis cu o capacitate de 5 l și are o masă de 5 g. Se încălzește de la 20 ° C la 40 ° C. Calculați presiunea de azot înainte și după încălzire.

Decizie. P1 V \u003d m RT / M; P1 \u003d m RT / VM; P1 \u003d 8,7 (Pa)

P₁ / P₂ \u003d T₁ / T₂; P₂ \u003d P₁ T₂ / T₁; P₂ \u003d 9,3 · 104 (Pa)

3. De ce camerele roților auto sunt pompate la presiune mai mare iarna decât vara?

4. Un grafic al stării de gaz ideal este prezentat în sistemul de coordonate al Republicii Tatarstan.

P 4 A) Dați un nume fiecărei tranziții.

B) Desenați tranzițiile în coordonate

Fizică. Clasa a X-a Materiale didactice. Maron A.E., Maron E.A.

M .: 2014. - 1 58. Ediția a 2-a, șters. - M .: 2005. - 1 58 de ani.

Acest manual include teste pentru autocontrol, lucru independent, teste pe mai multe niveluri. Materialele didactice propuse sunt întocmite în deplină concordanță cu structura și metodologia manualelor V.A. Kasyanova „Fizică. Nivel de bază. Gradul 10 ”și„ Fizică. Nivel avansat. Gradul 10 ".

format:  pdf (2014 , 158s.)

dimensiune:  2 Mb

Urmăriți, descărcați: 02

format:   pdf (2005 , 158s.)

dimensiune:  4,3 Mb

descărcare: 02 .09.2016, link-uri eliminate la cererea editurii "Drofa" (a se vedea nota)

conținut
Cuvânt 3
TESTE DE CONTROL AUTO
TC-1. Mutarea. Viteză. Mișcare uniformă rectilinie 4
   TC-2. Mișcare dreptunghiulară cu accelerație constantă 5
   TC-3. Cădere liberă. Mișcarea balistică 7
   TC-4. Cinematica mișcării periodice 8
   TC-5. Legile lui Newton 10
   TC-6. Forțele în mecanică 11
   TC-7. Aplicarea legilor lui Newton 12
   TC-8. Legea conservării impulsului 14
   TS-9. Munca puterii. Putere 16
   TC-10. Energia potențială și cinetică 17
   TC-11. Legea conservării energiei mecanice 18
   TC-12. Mișcarea corpurilor într-un câmp gravitațional 20
   TC-13. Dinamica oscilațiilor libere și forțate ... 22
   TC-14. Mecanica relativistă 23
   TC-15. Structura moleculară a substanței 24
   TC-16. Temperatura. Ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare 26
   TC-17. Ecuația Clapeyron-Mendeleev. Izoprotsessy. . 27
   TC-18. Energia internă. Lucrările gazului în izoprocese. Prima lege a termodinamicii 29
   TC-19. Motoare de căldură 30
   TC-20. Evaporarea și condensarea. Abur saturat. Umiditate. Lichidul de fierbere 32
   TC-21. Tensiunea superficială. Umectare, capilaritate 33
   TC-22. Cristalizarea și topirea solidelor 35
   TC-23. Proprietățile mecanice ale solidelor 37
   TC-24. Undele mecanice și sonore 39
   TC-25. Legea conservării taxei. Legea 40 Coulomb
   TC-26. Rezistența câmpului electrostatic 42
TC-27. Lucrul forțelor unui câmp electrostatic. Potențialul câmpului electrostatic 44
   TC-28. Dielectrice și conductoare într-un câmp electrostatic 47
   TC-29. Capacitatea electrică a unui conductor și condensator solitar. Energia unui câmp electrostatic. . 49
LUCRĂRI INDEPENDENTE
CP-1. Mișcare uniformă rectilinie 51
   CP-2. Mișcare dreptunghiulară cu accelerație constantă 52
   CP-3. Cădere liberă. Mișcarea balistică 53
   CP-4. Cinematica mișcării periodice 54
   CP-5. Legile lui Newton 56
   CP-6. Forțele în mecanică 57
   CP-7. Aplicarea legilor lui Newton 58
   SR-8. Legea conservării momentului 59
   SR-9. Munca puterii. Putere 61
   CP-10. Energia potențială și cinetică. Legea conservării energiei 62
   SR-11. Coliziune absolut inelastică și absolut elastică 63
   SR-12. Mișcarea corpurilor într-un câmp gravitațional 64
   SR-13. Dinamica oscilațiilor libere și forțate. ... 66
   SR-14. Mecanica relativistă 67
   SR-15. Structura moleculară a substanței 68
   SR-16. Temperatura. Ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare 69
   SR-17. Ecuația Clapeyron-Mendeleev. Izoprotsessy. . 70
   SR-18. Energia internă. Lucrările gazului în izoprocese. . 72
   SR-19. Prima lege a termodinamicii 73
   SR-20. Motoare de căldură 74
   SR-21. Evaporarea și condensarea. Abur saturat. Umiditate 75
   SR-22. Tensiunea superficială. Umectare, capilaritate 77
   SR-23. Cristalizarea și topirea solidelor. Proprietățile mecanice ale solidelor 78
   SR-24. Undele mecanice și sonore 80
   SR-25. Legea conservării taxei. Actul Coulomb 81
   SR-26. Rezistența câmpului electrostatic 83
   SR-27. Lucrul forțelor unui câmp electrostatic. Potențial ... 84
   SR-28. Dielectrice și conductoare într-un câmp electrostatic 86
   SR-29. Consumul de energie. Energia câmpului electrostatic 87
LUCRĂRI DE CONTROL
KR-1. Mișcare dreaptă 89
   KR-2. Tel cădere gratuită. Mișcarea balistică ... 93
   KR-3. Cinematica mișcării periodice 97
   KR-4. Legile lui Newton 101
   KR-5. Aplicarea legilor lui Newton 105
   KR-6. Legea conservării impulsului 109
   KR-7. Legea conservării energiei 113
   KR-8- Teoria molecular-cinetică a unui gaz ideal 117
   KR-9. Termodinamica 121
   KR-10. Starea fizică a substanței 125
   KR-11. Undele mecanice și sonore 129
   KR-12. Forțele de interacțiune electromagnetică a sarcinilor nemișcate 133
   KR-13. Energia interacțiunii electromagnetice a încărcărilor staționare 137
RĂSPUNSURI
Încercări pentru autocontrol 141
   Lucrări independente 144
   Examinarea 149
Referințe 154

Acest manual include teste pentru autocontrol, lucru independent, teste pe mai multe niveluri.
Materialele didactice propuse sunt întocmite în conformitate cu structura și metodologia manualelor lui V. A. Kasyanov „Fizică. Nivel de bază. Gradul 10 ”și„ Fizică. Nivel avansat. Gradul 10 ".

Exemple de sarcini:

TS 1. Se deplasează. Viteză.
Mișcare uniformă rectilinie
Opțiunea 1
1. Mișcându-se uniform, ciclistul parcurge 40 m în 4 s. Ce cale va călători atunci când se va deplasa cu aceeași viteză timp de 20 de secunde?
A. 30 m. B. 50 m. C. 200 m.
2. Figura 1 prezintă un grafic al mișcării unui motociclist. Determinați în grafic traseul parcurs de motociclist în perioada cuprinsă între 2 și 4 sec.
A. 6m B. 2 m. V. 10 m.
3. Figura 2 prezintă diagramele de mișcare a trei corpuri. Care dintre aceste grafice corespunde mișcării cu viteză mai mare?
A. 1. B. 2. C. 3.
4. Folosind graficul de mișcare prezentat în figura 3, determinați viteza corpului.
A. 1 m / s. B. 3 m / s. V. 9 m / s.
5. Două mașini se deplasează pe drum cu viteze constante de 10 și 15 m / s. Distanța inițială între mașini este de 1 km. Determinați cât timp va urma cea de-a doua mașină cu prima.
A. 50 p. B. 80 p. B. 200 p.

Prefață.
TESTE DE CONTROL AUTO
TC-1. Mutarea. Viteză.
Mișcare uniformă rectilinie.
TC-2. Mișcare dreptunghiulară cu accelerație constantă
TC-3. Cădere liberă. Mișcare balistică.
TC-4. Cinematica mișcării periodice.
TC-5. Legile lui Newton.
TC-6. Forțele în mecanică.
TC-7. Aplicarea legilor lui Newton.
TC-8. Legea conservării impulsului.
TS-9. Munca puterii. Putere.
TC-10. Energia potențială și cinetică.
TC-11. Legea conservării energiei mecanice.
TC-12. Mișcarea corpurilor într-un câmp gravitațional.
TC-13. Dinamica oscilațiilor libere și forțate.
TC-14. Mecanica relativistă.
TC-15. Structura moleculară a substanței.
TC-16. Temperatura. Ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare.
TC-17. Ecuația Clapeyron-Mendeleev. Izoprotsessy.
TC-18. Energia internă. Lucrările gazului în izoprocese. Prima lege a termodinamicii.
TC-19. Motoare de căldură
TC-20. Evaporarea și condensarea. Abur saturat. Umiditate. Lichidul clocotit.
TC-21. Tensiunea superficială. Umectare, capilaritate.
TC-22. Cristalizarea și topirea solidelor.
TC-23. Proprietățile mecanice ale solidelor.
TC-24. Undele mecanice și sonore.
TC-25. Legea conservării taxei. Legea lui Coulomb.
TC-26. Rezistența câmpului electrostatic.
TC-27. Lucrul forțelor unui câmp electrostatic. Potențialul câmpului electrostatic.
TC-28. Dielectrică și conductori într-un câmp electrostatic.
TC-29. Capacitatea electrică a unui conductor și condensator solitar. Energia unui câmp electrostatic.
LUCRĂRI INDEPENDENTE
CP-1. Mișcare uniformă rectilinie.
CP-2. Mișcare dreptunghiulară cu accelerație constantă.
CP-3. Cădere liberă. Mișcare balistică.
CP-4. Cinematica mișcării periodice.
CP-5. Legile lui Newton.
CP-6. Forțele în mecanică.
CP-7. Aplicarea legilor lui Newton.
SR-8. Legea conservării impulsului.
SR-9. Munca puterii. Putere.
SR-9. Munca puterii. Putere.
CP-10. Energia potențială și cinetică. Legea conservării energiei.
SR-11. Coliziune absolut inelastică și absolut elastică.
SR-12. Mișcarea corpurilor într-un câmp gravitațional.
SR-13. Dinamica oscilațiilor libere și forțate.
SR-14. Mecanica relativistă.
SR-15. Structura moleculară a substanței.
SR-16. Temperatura. Ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare.
SR-17. Ecuația Clapeyron-Mendeleev. Izoprotsessy.
SR-18. Energia internă. Lucrările gazului în izoprocese.
SR-19. Prima lege a termodinamicii.
SR-20. Motoare de căldură
SR-21. Evaporarea și condensarea. Abur saturat. Umiditate.
SR-22. Tensiunea superficială. Umectare, capilaritate.
SR-23. Cristalizarea și topirea solidelor. Proprietățile mecanice ale solidelor.
SR-24. Undele mecanice și sonore.
SR-25. Legea conservării taxei. Legea lui Coulomb.
SR-26. Rezistența câmpului electrostatic.
SR-27. Lucrul forțelor unui câmp electrostatic. Potential.
SR-28. Dielectrică și conductori într-un câmp electrostatic.
SR-29. Consumul de energie. Energia câmpului electrostatic
LUCRĂRI DE CONTROL
KR-1. Mișcare dreptunghiulară.
KR-2. Tel cădere gratuită. Mișcare balistică.
KR-3. Cinematica mișcării periodice.
KR-4. Legile lui Newton.
KR-5. Aplicarea legilor lui Newton.
KR-6. Legea conservării impulsului.
KR-7. Legea conservării energiei.
KR-8. Teoria molecular-cinetică a unui gaz ideal
KR-9. Termodinamicii.
KR-10. Stări agregate ale unei substanțe.
KR-11. Undele mecanice și sonore.
KR-12. Forțele de interacțiune electromagnetică a încărcărilor nemișcate.
KR-13. Energia interacțiunii electromagnetice a sarcinilor nemișcate.
RĂSPUNSURI
Încercări pentru autocontrol.
Muncă independentă.
Lucrări de verificare.
Referințe.

Descărcați gratuit cartea electronică într-un format convenabil, urmăriți și citiți:
Descărcați cartea Fizică, clasa a 10-a, materiale didactice pentru manuale Kasyanova VA, Maron AE, 2014 - fileskachat.com, descărcare rapidă și gratuită.

• Fizică, clasa a 10-a, nivel de bază, manual, Kasyanov V.A., 2014