Удельная теплоемкость твердых и жидких веществ 1 страница

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов очно-заочной формы обучения всех факультетов Севастопольского национального университета ядерной энергии и промышленности по дисциплине «Физика» за третий семестр. Оно содержит 3 содержательных модуля (СМ), которые полностью отражают основные положения курса по темам: «Молекулярная физика и термодинамика», «Колебания и волны», «Волновая и квантовая оптика», «Физика твердого тела».

Количество предложенных в каждом СМ задач и теоретических вопросов достаточно для качественной самоподготовки студентов к выполнению контрольных работ как индивидуальных, так и аудиторных, а также при подготовке к сдаче семестрового экзамена.

На основании тестовых заданий составлены контрольные работы, которые охватывают весь материал по данной теме.

Контрольная работа состоит из трех уровней сложности. Первый уровень включает семь тестовых вопросов, которые требуют поиска одного правильного ответа из пяти предложенных. Второй уровень включает три задачи, для решения которых требуется физическое мышление и знание теоретического материала. Третий уровень включает два теоретических вопроса. При ответе на вопросы третьего уровня необходимо вывести формулу, сформулировать закон, дать его математическое обоснование, сделать обобщающие выводы.

Задания первого уровня оцениваются по 0,2 балла, общее количество баллов, которое может набрать студент за первый уровень – 1,4. Первых две задачи второго уровня оцениваются по 0,5 баллов, третья задача - 0,6 балла. Максимальное количество баллов за задания второго уровня – 1,6. Вопросы третьего уровня по 1 баллу каждое. Максимальное количество баллов за задания третьего уровня – 2.

Максимальное количество баллов, которое студент может набрать при выполнении контрольной работы в полном объеме – 5 баллов.

Пособие рассчитано на студентов с различным уровнем подготовки, поэтому оно содержит задания трех уровней сложности.

В конце пособия предлагается литература, которая необходима студентам при самоподготовке.

Коллектив авторов выражает глубокую признательность коллегам кафедры физики, чьи доброжелательные замечания и пожелания способствовали улучшению пособия, а так же мы особенно признательны доценту Стаценко И.Б. за рецензирование пособия и сделанные ею замечания. Мы будем благодарны за замечания и советы по улучшению пособия.

Адресуется студентам II курса СНУЯЭиП.

 

Содержательный модуль 1

Перечень вопросов

Уровень 1

 

1. Изобразить цикл в координатах рТ, состоящий из изотермического и изобарного процессов.

 

А Б В

 

Г Д

 

Г Д

 

2. В прямом цикле, состоящем из двух изобарных и двух изохорных процессов, давление выросло в 4 раза, а объем, в 2 раза.

Указать работу, совершенную газом.

 

 

А Б В

 

 

 

Г Д

 

3. Чему равно изменение внутренней энергии газа за цикл?

А. ; Б. ; В. ;

Г. ; Д. .

 

4. Какой процесс называется изоэнтропийным?

А. Изохорный Б. Изотермический В. Изобарный

Г. Адиабатный Д. Такого нет.

 

5. Какой закон определяет закон распределения молекул в зависимости от их кинетической энергии?

А. Распределение Больцмана.

Б. Распределение Максвелла .

В. .

Г. Распределение Максвелла .

Д. .

 

6. Чему равна масса одной молекулы?

А. ; Б. ; В. (кг);

Г. ; Д. .

 

7. Чему равна кинетическая энергия одной молекулы идеального газа?

8. Чему равна кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа?

К заданиям 7,8

А. ; Б. ; В. ; Г. ; Д. .

 

9. По графику функции распределения Максвелла сравнить температуры для одного и того же газа.

А. Т ₁ > Т ₂.

Б. Т ₁ < Т ₂.

В. Т ₁ = Т ₂.

Г. Т ₂ < Т ₁.

Д. Т ₁ – Т ₂ = 0.

 

 

10. На графике функции распределения Максвелла указать вероятную скорость для кислорода (сравнить с водородом).

 

А. - кислород.

Б. - водород.

В. - кислород.

Г. - кислород. Д. - водород.

 

11. Указать барометрическую формулу.

 

А. ; Б. ; В. ;

Г. ; Д. .

 

12. Какая величина переносится при теплопроводности?

А. Масса. Б. Температура. В. Скорость.

Г. Импульс. Д. Энергия.

 

13. Указать формулу коэффициента теплопроводности.

А. . Б. . В. .

Г. . Д. .

 

14. От градиента какой величины зависит количество переносимой энергии?

А. Плотность. Б. Масса. В. Скорость.

Г. Температура. Д. Время.

 

15. Какая формула соответствует импульсу, переносимому при вязкости.

А. . Б. . В. .

Г. . Д. .

 

16. Указать формулу коэффициента внутреннего трения.

А. . Б. . В. .

Г. . Д. .

 

17. Определить формулу и единицы измерения коэффициента диффузии.

А. . Б. . В. .

Г. . Д. Правильного ответа нет.

 

18. Какая величина переносится при диффузии?

А. Теплота. Б. Молекулы. В. Скорость.

Г. Импульс. Д. Масса.

 

19. Указать правильную формулу, связывающую коэффициенты теплопроводности и внутреннего трения.

А. . Б. . В. . Г. . Д. .

 

20. От каких величин зависит средняя длина свободного пробега молекул?

А. От диаметра молекулы. Б. От давления. В. От температуры.

Г. От скорости молекулы. Д. От диаметра молекулы и концентрации газа.

21. Какая физическая величина вычисляется по формуле ? Здесь - средняя кинетическая энергия молекул и атомов идеального газа.

А. Средняя кинетическая энергия молекул газа.

Б. Давление газа.

В. Внутренняя энергия идеального газа.

Г. Средняя скорость молекул.

Д. Абсолютная температура идеального газа.

 

22. Какой параметр х идеального газа можно определить по формуле , где р - давление газа, k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура идеального газа.

А. Объем. Б. Давление. В. Температура.

Г. Концентрация молекул. Д. Средняя квадратичная скорость молекул.

 

23. Какой параметр х идеального газа можно определить по формуле , где р - давление газа, -средняя кинетическая энергия молекул или атомов идеального газа.

А. Давление. Б. Среднюю квадратичную скорость молекул.

В. Концентрацию молекул. Г. Температуру. Д. Объем.

 

24. Какая физическая величина вычисляется по формуле , где n - концентрация молекул; Т - абсолютная температура.

А. Средняя кинетическая энергия молекул. Б. Давление газа.

В. Средняя скорость молекул. Г. Внутренняя энергия идеального газа.

Д. Абсолютная температура.

 

25. Для смеси газов справедливо равенство:

1. . 2. . 3. . 4. .

А. Все равенства верны. Б. 1,3. В. 1,2,3. Г. 2,3,4. Д. 4,1,2.

 

26. Уравнение Клапейрона для данной массы идеального газа имеет вид:

1. . 2. . 3. . 4. .

5. . 6. .

А. 1 и 4; Б. 2 и 6; В. 3 и 4; Г. 1 и 5; Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

27. Плотность газа можно рассчитать по формуле: 1. ;

2. ; 3. ; 4. .

А. 2; Б.3 и 4; В. 1 и 4; Г. 2 и 3; Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

28. Уравнение Менделеева -Клапейрона имеет вид: 1. ; 2. ; 3. .

А. Среди данных формул нет правильной. Б. 1 и 3. В. 3 и 2.

Г. Только 2. Д. 1 и 2.

 

29. Как изменилось давление данного количества идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?

А. Останется неизменным.

Б. Увеличится.

В. Уменьшится.

Г. Могло увеличиться или уменьшиться.

Д. Процесс невозможен.

 

30. Какой точке на графике изменения состояния идеального газа соответствует максимальное значение температуры газа?

31. Какой точке на графике изменения состояния идеального газа соответствует минимальное значение температуры газа?

 

К заданиям 30, 31

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Г.4.

Д. Температура во всех состояниях одинакова.

32. На рис. 1 в координатных осях р-Т изображен график процесса изменения состояния идеального газа. Какой из графиков, приведенных на рис. 2, соответствует этому процессу на диаграмме в координатных осях рV?

 

 

1 2

 

 

Рис. 1 Рис. 2

 

 

 

3 4

 

Рис. 2

 

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. Такого графика нет.

 

33. Давление смеси идеальных газов равно…

1)…сумме давлений входящих в нее газов;

2)…сумме парциальных давлений, входящих в нее газов;

3)…сумме давлений каждой компоненты смеси газа.

А. 1 и 3. Б. 2 и 3. В. 1 и 2. Г. 1, 2, 3. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

34. Для данной массы определенного газа при неизменном объеме справедливо соотношение: 1. . 2. . 3. .

4. .

А. 1, 2. Б. 2, 3. В. 3, 4. Г. 1, 3. Д. 1, 4.

 

35. Как изменится объем данного количества идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?

А. Увеличится.

Б. Останется неизменным.

В. Уменьшится.

Г. Может увеличиться или уменьшиться.

Д. Процесс невозможен.

 

36. Какой точке на графике изменения состояния идеального газа соответствует максимальное значение внутренней энергии?

37. Какой точке на графике изменения состояния идеального газа соответствует минимальное значение внутренней энергии?

К заданиям 36, 37

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Г. 4.

Д. Внутренняя энергия во всех состояниях одинакова.

 

38. На рис. 1 в координатных осях р-V изображен график процесса изменения состояния идеального газа. Какой из графиков, приведенных на рис. 2, соответствует этому процессу на диаграмме в координатных осях р-Т?

 

 

 

 

2 3

 

 

4 5

рис. 2

 

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

 

39. Для данной массы определенного газа при постоянной температуре справедливо соотношение:

1. . 2. . 3. . 4. .

А. 1, 2. Б. 2, 3. В. 3, 4. Г. 1, 4. Д. 4, 2.

 

40. Как изменится объем данного количества идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?

А. Увеличится.

Б.Останется неизменным.

В. Уменьшится.

Г. Может увеличиться или уменьшиться.

Д. Процесс невозможен.

 

41. На рис. 1 в координатных осях V-T изображен график процесса изменения состояния идеального газа. Какой процесс на рис. 2 соответствует этому процессу на диаграмме в координатных осях р-Т?

 

 

 

4 5

Рис. 2

 

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

42. Для данной массы определенного газа при неизменном давлении справедливо соотношение: 1. . 2. . 3. . 4. . 5. .

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

 

43. Как изменилось давление данного количества идеального газа при переходе его из состояния 1 в состояние 2?

А. Увеличилось.

Б. Осталось неизменным.

В. Уменьшилось.

Г. Может увеличиться или уменьшиться.

Д. Процесс невозможен.

 

44. На рис. 1 в координатных осях V-T изображен график процесса изменения состояния идеального газа. Какой из графиков, приведенных на рис. 2 соответствует этому процессу на диаграмме в координатных осях р-Т?

 

 

 

Рис. 2

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

 

45. Для данной массы определенного газа справедливо соотношение:

1. . 2. , . 3. .

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 2 и 3. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

46. Изобразить прямой цикл в координатах VT цикл, состоящий из изобарных и изотермических процессов

 

А Б В

 

 

Г Д

 

47. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом расширении?

48. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом сжатии?

49. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при изотермическом расширении?

50. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии?

 

К заданиям 47 – 50

 

А. . Б. . В. . Г. может иметь любое значение.

Д. Внутренняя энергия идеального газа равна нулю.

 

51. В каком процессе изменение внутренней энергии системы равно количеству переданной теплоты?

А. В изохорном. Б. В изобарном. В. В изотермическом.

Г. В адиабатическом. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

52. Чему равна работа газа при изобарном процессе.

А. Б. . В. .

Г. А = 0. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

53. Какой процесс произошел при сжатии идеального газа, если работа, совершенная внешними силами над газом, равна изменению внутренней энергии?

А. Адиабатический. Б. Изобарный. В. Изохорный.

Г. Изотермический. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

54. Чему равна работа газа при изохорном нагревании?

А. . Б. . В. . Г. А = 0.

Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

55. В каком процессе количество теплоты, переданное газу, равно работе, совершенной над газом?

А. В изохорном; Б. В изобарном; В. В изотермическом;

Г. В адиабатическом; Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

56. Чему равна работа при изотермическом процессе?

А. . Б. . В. .

Г. . Д. .

 

57. В каком процессе количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии газа и совершение системой работы над внешними телами?

А. В изохорном. Б. В изобарном. В. В изотермическом.

Г. В адиабатическом. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

 

58. Переход газа из состояния М в состояние N совершается различными способами 1, 2, 3 и 4. При каком способе работа внешних сил над газом имеет минимальное значение?

59. Переход газа из состояния М в N совершается различными способами: 1, 2, 3 и 4. При каком способе работа газа имеет максимальное значение?

60. Переход газа из состояния М в N совершается различными способами: 1, 2, 3, 4. При каком способе работа внешних сил над газом имеет максимальное значение?

61. Переход газа из состояния М в N совершается различными способами: 1, 2, 3, 4. При каком способе работа газа имеет минимальное значение?

 

К заданиям 58 – 61

 

 

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Г. 4.

Д. При всех способах работа одинакова.

 

62. Чему равен показатель адиабаты?

А. . Б. . В. . Г. . Д. .