Gaz ideal MKT tip A Pagina 9 din 9
MCT GAZ IDEAL
ECUAȚIA MKT DE BAZĂ , TEMPERATURA ABSOLUTA
La o concentrație constantă de particule, temperatura absolută a gazului ideal a crescut cu un factor de 4. Presiunea gazului în acest caz
crescut de 4 ori
crescut de 2 ori
a scăzut de 4 ori
nu s-a schimbat
La o temperatură absolută constantă, concentrația moleculelor de gaz ideal a fost crescută de 4 ori. În acest caz, presiunea gazului
crescut de 4 ori
crescut de 2 ori
a scăzut de 4 ori
nu s-a schimbat
Vasul conține un amestec de gaze - oxigen și azot - cu o concentrație egală de molecule. Comparați presiunea produsă de oxigen ( R La) și azot ( R A) pe pereţii vasului.
1) raport R La Și R A vor fi diferite la diferite temperaturi ale amestecului de gaze
2) R La = R A
3) R La > R A
4) R La R A
Cu o concentrație constantă de particule de gaz ideal, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale a scăzut de 4 ori. În acest caz, presiunea gazului
a scăzut de 16 ori
scazut de 2 ori
a scăzut de 4 ori
nu s-a schimbat
Ca urmare a răcirii unui gaz ideal monoatomic, presiunea acestuia a scăzut de 4 ori, dar concentrația moleculelor de gaz nu s-a schimbat. În acest caz, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor de gaz
a scăzut de 16 ori
scazut de 2 ori
a scăzut de 4 ori
nu s-a schimbat
La presiune constantă concentrația moleculelor de gaz a crescut de 5 ori, dar masa sa nu s-a schimbat. Energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz
Temperatura absolută a corpului este de 300 K. Pe scara Celsius este egală cu
1) – 27°С 2) 27°C 3) 300°С 4) 573°С
Temperatura solidului a scăzut cu 17°C. Pe scara temperaturii absolute, această schimbare a fost
1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K
Măsurarea presiunii p, temperatura Tși concentrația moleculelor n gaz pentru care sunt îndeplinite condiții de idealitate, putem determina
constantă gravitațională G
constanta Boltzmannk
constanta lui Planck h
constanta Rydberg R
Conform calculelor, temperatura lichidului ar trebui să fie de 143 K. Între timp, termometrul din vas arată o temperatură de –130 °C. Înseamnă că
Termometrul nu este proiectat pentru temperaturi scăzute și necesită înlocuire
termometrul arată o temperatură mai mare
termometrul arată o temperatură mai scăzută
termometrul arată temperatura estimată
La o temperatură de 0 °C, gheața patinoarului se topește. Pe gheață se formează bălți, iar aerul de deasupra ei este saturat cu vapori de apă. În ce mediu (gheață, bălți sau vapori de apă) este energia medie de mișcare a moleculelor de apă cea mai mare?
1) în gheață 2) în bălți 3) în vapori de apă 4) la fel peste tot
Când un gaz ideal este încălzit, temperatura lui absolută se dublează. Cum s-a schimbat energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor de gaz?
crescut de 16 ori
crescut de 4 ori
crescut de 2 ori
nu s-a schimbat
Buteliile metalice de gaz nu pot fi depozitate peste o anumită temperatură, deoarece altfel pot exploda. Acest lucru se datorează faptului că
Energia internă a unui gaz depinde de temperatură
presiunea gazului depinde de temperatură
volumul gazului depinde de temperatură
moleculele se descompun în atomi și energie este eliberată în acest proces
Pe măsură ce temperatura gazului din vasul etanș scade, presiunea gazului scade. Această scădere a presiunii se datorează faptului că
energia mișcării termice a moleculelor de gaz scade
energia de interacțiune a moleculelor de gaz între ele scade
aleatoritatea mișcării moleculelor de gaz scade
dimensiunea moleculelor de gaz scade pe măsură ce se răcește
Într-un vas închis, temperatura absolută a unui gaz ideal a scăzut de 3 ori. În acest caz, presiunea gazului pe pereții vasului
Concentrația moleculelor unui gaz ideal monoatomic a fost redusă de 5 ori. În același timp, energia medie a mișcării haotice a moleculelor de gaz a fost crescută de 2 ori. Ca urmare, presiunea gazului din vas
a scăzut de 5 ori
crescut de 2 ori
scazut de 5/2 ori
a scăzut de 5/4 ori
Ca urmare a încălzirii gazului, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale a crescut de 4 ori. Cum s-a schimbat temperatura absolută a gazului?
crescut de 4 ori
crescut de 2 ori
a scăzut de 4 ori
nu s-a schimbat
ECUAȚIA CLIPERON-MENDELEEV, LEGILE GAZELOR
Rezervorul conține 20 kg de azot la o temperatură de 300 K și o presiune de 10 5 Pa. Care este volumul rezervorului?
1) 17,8 m 3 2) 1,8·10 -2 m 3 3) 35,6 m 3 4) 3,6·10 -2 m 3
Un cilindru cu un volum de 1,66 m 3 conține 2 kg de azot la o presiune de 10 5 Pa. Care este temperatura acestui gaz?
1) 280°С 2) 140°С 3) 7°C 4) – 3°С
La o temperatură de 10 0 C și o presiune de 10 5 Pa, densitatea gazului este de 2,5 kg/m 3. Care este masa molară a gazului?
59 g/mol 2) 69 g/mol 3) 598 kg/mol 4) 5,8 10 -3 kg/mol
Un vas cu volum constant conține un gaz ideal în cantitate de 2 moli. Cum ar trebui să se modifice temperatura absolută a unui recipient cu un gaz atunci când se adaugă un alt mol de gaz în recipient, astfel încât presiunea gazului pe pereții recipientului să crească de 3 ori?
reduce de 3 ori
reduce de 2 ori
creste de 2 ori
creste de 3 ori
Un vas cu volum constant conține un gaz ideal în cantitate de 2 moli. Cum ar trebui să se modifice temperatura absolută a unui vas cu gaz atunci când 1 mol de gaz este eliberat din vas, astfel încât presiunea gazului pe pereții vasului să crească de 2 ori?
creste de 2 ori
creste de 4 ori
reduce de 2 ori
reduce de 4 ori
Un vas cu volum constant conține un gaz ideal în cantitate de 1 mol. Cum ar trebui modificată temperatura absolută a unui vas cu gaz, astfel încât atunci când se adaugă încă 1 mol de gaz în vas, presiunea gazului pe pereții vasului să scadă de 2 ori?
creste de 2 ori
reduce de 2 ori
Singur Examen de stat la fizică, 2003
versiunea demo
Partea A
A1. Figurile prezintă grafice ale dependenței modulului de accelerație de timpul de mișcare. Care dintre grafice corespunde mișcării rectilinie uniforme?
| 1) | 2) |
 |
|
| 3) |
 | 4) |
 |
Soluţie.În mișcarea liniară uniformă, accelerația este zero.
Răspuns corect: 2.
A2. Motorul rachetei primei rachete experimentale interne care folosea combustibil lichid avea o forță de tracțiune de 660 N. Greutatea de lansare a rachetei a fost de 30 kg. Ce accelerație a dobândit racheta în timpul lansării?
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Soluţie. Există două forțe care acționează asupra rachetei: gravitația ( mg), în jos și forța de tracțiune ( F), îndreptată în sus. Conform celei de-a doua legi a lui Newton:
Răspuns corect: 1.
A3. Când distanța dintre centrele corpurilor sferice crește de 3 ori, forța de atracție gravitațională
Soluţie. Forța de atracție gravitațională dintre două corpuri sferice este egală cu
.
Când distanța dintre centrele lor crește de 3 ori, forța de atracție gravitațională scade de 9 ori.
Răspuns corect: 4.
A4. Figura prezintă o tijă subțire fără greutate căreia i se aplică forțe și în punctele 1 și 3. În ce punct trebuie poziționată axa de rotație astfel încât tija să fie în echilibru?
| 1) | la punctul 2 |
| 2) | la punctul 6 |
| 3) | la punctul 4 |
| 4) | la punctul 5 |
Soluţie. Condiția de echilibru a tijei este egalitatea , unde și sunt distanțele de la axa de rotație la punctele de aplicare a forțelor. Deoarece a doua forță este de 3 ori mai mare decât prima, punctul de aplicare a acesteia ar trebui să fie situat de 3 ori mai aproape de axa de rotație. Aceasta înseamnă că axa de rotație este situată fie în punctul 2.5, fie în punctul 4. Dacă axa de rotație este în punctul 2.5, atunci forțele rotesc tija într-o direcție și nu se echilibrează între ele. Când axa de rotație este situată în punctul 4, forțele rotesc tija în direcții diferite, echilibrându-se între ele.
Răspuns corect: 3.
A5. Un băiat a aruncat o minge de fotbal cântărind 0,4 kg la o înălțime de 3 m energie potențială minge?
Soluţie.În general, în timpul oscilațiilor armonice, coordonatele corpului se modifică conform legii, unde A- amplitudinea oscilaţiilor, ω - frecvenţa ciclică a oscilaţiilor. Amplitudinea vibrației este de 0,9 m.
Răspuns corect: 3.
A7. Urechea umană poate percepe sunete cu frecvențe cuprinse între 20 și 20.000 Hz. Ce interval de lungimi de undă corespunde intervalului de audibilitate a vibrațiilor sonore? Luați viteza sunetului în aer la 340 m/s.
| 1) | de la 20 la 20000 m |
| 2) | de la 6800 la 6800000 m |
| 3) | de la 0,06 la 58,8 m |
| 4) | de la 0,017 la 17 m |
Soluţie. Lungimea de undă λ este legată de frecvența de oscilație ν prin relația , unde v- viteza de propagare a undelor. Lungimea de undă minimă a vibrațiilor sonore audibile este
,
iar lungimea de undă maximă a vibraţiilor sonore audibile este
.
Răspuns corect: 4.
A8. Difuzia are loc mai repede pe măsură ce temperatura unei substanțe crește deoarece
Soluţie. Pe măsură ce temperatura crește, difuzia are loc mai rapid datorită creșterii vitezei de mișcare a particulelor.
Răspuns corect: 1.
A9. Cu o concentrație constantă de particule de gaz ideal, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale a crescut de 3 ori. În acest caz, presiunea gazului
Soluţie. Conform ecuației de bază a teoriei cinetice moleculare, presiunea unui gaz ideal p legate de concentrare nși energia cinetică medie de mișcare a moleculelor sale prin raportul:
Cu o concentrație constantă de particule și o creștere de trei ori a energiei lor cinetice medii, presiunea crește de 3 ori.
Răspuns corect: 2.
A10. Figura prezintă un grafic al dependenței presiunii gazului de pereții unui vas de temperatură. Ce proces de schimbare a stării unui gaz este descris?
Soluţie. Figura prezintă un proces izocor care a mers în direcția scăderii temperaturii. Aceasta înseamnă că figura prezintă răcirea izocoră.
Răspuns corect: 2.
A11. La răcirea unui corp solid cu o masă m temperatura corpului scade cu Δ T. Care dintre următoarele formule ar trebui folosită pentru a calcula cantitatea de căldură degajată de un corp? Q? c- capacitatea termică specifică a substanţei.
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Soluţie. Cantitatea de căldură degajată de corp este calculată folosind formula.
Răspuns corect: 1.
A12. Energia internă a unui gaz ideal în timpul răcirii sale
Soluţie. Energia internă a unui gaz ideal este egală cu , unde este capacitatea termică a gazului la volum constant, T- temperatura lui. Capacitatea termică a unui gaz ideal nu depinde de temperatură. Pe măsură ce temperatura scade, energia internă a unui gaz ideal scade.
Răspuns corect: 2.
A13. Punctul de fierbere al apei depinde de
Soluţie. Fierberea unui lichid are loc la temperatura la care presiunea vaporilor saturați devine egală cu presiunea exterioară. Aceasta înseamnă că punctul de fierbere al apei depinde de presiunea atmosferică.
Răspuns corect: 3.
A14. Figura prezintă un grafic al topirii și cristalizării naftalinei. Care punct corespunde începutului de solidificare a substanței?
| 1) | punctul 2 |
| 2) | punctul 4 |
| 3) | punctul 5 |
| 4) | punctul 6 |
Soluţie. Solidificarea este trecerea de la starea lichidă la starea solidă la răcire. Răcirea corespunde unei părți a graficului 4–7. În timpul procesului de solidificare, temperatura substanței rămâne constantă, aceasta corespunde unei părți a graficului 5-6. Punctul 5 corespunde începutului solidificării substanței.
Răspuns corect: 3.
A15. Cum se va schimba forța interacțiunii Coulomb a două sarcini punctuale staționare dacă distanța dintre ele crește cu n o singura data?
Soluţie. Forța interacțiunii Coulomb a două sarcini punctiforme staționare este egală cu
Unde k - constant, și sunt mărimea sarcinilor, R- distanta dintre ele. Dacă distanţa dintre ele este mărită cu n ori, atunci forța va scădea cu un factor.
Răspuns corect: 4.
A16. Dacă aria secțiunii transversale a unui conductor cilindric omogen și tensiune electrică la capete va crește de 2 ori, apoi curentul care circulă prin el va crește
Soluţie. Curentul care trece prin conductor este egal cu , unde U- tensiune la capete, R- rezistența sa, egală cu , unde ρ este rezistivitatea materialului conductor, l- lungimea sa, S- arie a secțiunii transversale. Astfel, puterea curentă este . Cu o creștere de două ori a tensiunii la capetele conductorului și a zonei sale transversale, curentul care circulă prin acesta crește de 4 ori.
Răspuns corect: 3.
A17. Cum se va schimba puterea consumată de o lampă electrică dacă, fără a o schimba rezistență electrică, reduceți tensiunea de pe el de 3 ori?
Soluţie. Consumul de energie este egal cu , unde U- Voltaj, R-rezistenţă. Cu o rezistență constantă și o scădere a tensiunii de 3 ori, consumul de energie este redus de 9 ori.
Răspuns corect: 2.
A18. Ce trebuie făcut pentru a schimba polii câmpului magnetic al unei bobine cu curent?
Soluţie. Când direcția curentului din bobină se schimbă, polii câmpului magnetic pe care îl generează își schimbă locul.
Răspuns corect: 2.
A19. Se va modifica capacitatea electrică a unui condensator dacă sarcina de pe plăcile sale este crescută cu n o singura data?
Soluţie. Capacitatea electrică a unui condensator nu depinde de sarcina de pe plăcile sale.
Răspuns corect: 3.
A20. Circuitul oscilant al receptorului radio este reglat pe o stație radio care transmite la o undă de 100 m Cum trebuie schimbată capacitatea condensatorului circuitului oscilant astfel încât să fie reglată la o undă de 25 m? Inductanța bobinei este considerată neschimbată.
Soluţie. Frecvența de rezonanță a circuitului oscilator este egală cu
Unde C- capacitatea condensatorului, L- inductanța bobinei. Circuit reglat la lungimea de undă
,
Unde c- viteza luminii. Pentru a regla un receptor radio la o lungime de undă de patru ori mai scurtă, trebuie să reduceți capacitatea condensatorului de 16 ori.
Răspuns corect: 4.
A21. Obiectivul camerei este un obiectiv convergent. Când fotografiați un obiect, acesta produce o imagine pe film
Soluţie. Când fotografiați obiecte la o distanță mai mare decât distanța focală a obiectivului, filmul produce o imagine cu adevărat inversată.
Răspuns corect: 3.
A22. Două mașini se mișcă în aceeași direcție cu viteze relativ la suprafața Pământului. Viteza luminii de la farurile primului automobil din cadrul de referință asociat celuilalt vagon este egală cu
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) | c |
Soluţie. Conform postulatului teoriei speciale a relativității, viteza luminii este aceeași în toate sistemele de referință și nu depinde de viteza sursei sau receptorului luminii.
Răspuns corect: 4.
A23. Figura prezintă opțiuni pentru un grafic al dependenței energiei maxime a fotoelectronilor de energia fotonilor incidenti pe fotocatod. În ce caz corespunde graficul cu legile efectului fotoelectric?
| 1) | 1 |
| 2) | 2 |
| 3) | 3 |
| 4) | 4 |
Soluţie. Un studiu experimental al efectului fotoelectric a arătat că există frecvențe la care efectul fotoelectric nu este observat. Doar pentru orarul 3 există astfel de frecvențe.
Răspuns corect: 3.
A24. Care dintre următoarele afirmații descrie corect capacitatea atomilor de a emite și absorbi energie? Atomii izolați pot
Soluţie. Atomii izolați pot emite doar un anumit set discret de energii și pot absorbi un set discret de energii mai puțin decât energia de ionizare și orice parte a energiei care depășește energia de ionizare.
Răspuns corect: niciunul.
A25. Care dintre graficele numărului de nuclee nedezintegrate ( N) din timp reflectă corect legea dezintegrarii radioactive?
Soluţie. Conform legii conservării impulsului, viteza bărcii va fi egală cu
Răspuns corect: 3.
A27. Un motor termic cu o eficiență de 40% primește 100 J de la încălzire pe ciclu Câtă căldură dă mașina frigiderului pe ciclu?
| 1) | 40 J |
| 2) | 60 J |
| 3) | 100 J |
| 4) | 160 J |
Soluţie. Eficiența unui motor termic este de . Cantitatea de căldură transferată la frigider pe ciclu este egală cu .
Răspuns corect: 2.
A28. Magnetul este scos din inel așa cum se arată în figură. Care pol de magnet este cel mai aproape de inel?
Soluţie. Câmpul magnetic creat de curentul de inducție în interiorul inelului este direcționat de la dreapta la stânga. Inelul poate fi considerat un magnet în care polul Nord este pe stânga. Conform regulii lui Lenz, acest magnet trebuie să împiedice magnetul în mișcare să se îndepărteze și, prin urmare, să-l atragă. Astfel, pentru un magnet în mișcare, polul nord este tot în stânga.
Răspuns corect: 1.
A29. O lentilă formată din două pahare sferice subțiri de aceeași rază, între care se află aer (lentila de aer), a fost coborâtă în apă (vezi figura). Cum funcționează acest obiectiv?
Soluţie. Deoarece indicele de refracție al aerului este mai mic decât cel al apei, o lentilă de aer este divergentă.
Răspuns corect: 2.
A30. Care este energia de legare a nucleului izotopului de sodiu? Masa nucleului este de 22,9898 au. e.m. Rotunjiți răspunsul la numere întregi.
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) | 253 J |
Soluţie. Nucleul izotopului de sodiu este format din 11 protoni și 12 neutroni. Defectul de masă este egal cu
Energia de legare este
Răspuns corect: 2.
Partea B
ÎN 1. O bilă atașată unui arc efectuează oscilații armonice pe un plan orizontal neted, cu o amplitudine de 10 cm. Cât de mult se va deplasa bila din poziția sa de echilibru în timpul în care energia cinetică este înjumătățită? Exprimați răspunsul în centimetri și rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg?
Soluţie.În poziția de echilibru, sistemul are doar energie cinetică, iar la abatere maximă - doar energie potențială. Conform legii conservării energiei, în momentul în care energia cinetică este înjumătățită, energia potențială va fi, de asemenea, egală cu jumătate din maxim:
.
De unde o luăm:
.
LA 2. Câtă căldură va fi eliberată când 80 g de heliu sunt răcite izobar de la 200 °C la 100 °C? Exprimați răspunsul în kilojuli (kJ) și rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg?
Soluţie. Heliul este un gaz monoatomic cu o masă molară egală cu M= 4 g/mol. 80 g de heliu conțin 20 de moli. Căldura specifică heliul la presiune constantă este egal cu . Se eliberează când se răcește
LA 3. Conductor de rezistență închis R= 3 ohmi este într-un câmp magnetic. Ca urmare a schimbării acestui domeniu flux magnetic, pătrunzând în conturul, crescut de la 
inainte de 
. Ce taxă a trecut secțiune transversală conductor? Exprimați răspunsul în miliculombi (mC).
Soluţie. Când fluxul magnetic se modifică într-un conductor închis, o fem egală cu . Sub influența acestui EMF, un curent curge în circuit și în timpul Δ t sarcina va trece prin secțiunea transversală a conductorului
LA 4.În timpul îndeplinirii sarcinii experimentale, elevul a trebuit să determine perioada rețelei de difracție. În acest scop, el a direcționat un fascicul de lumină pe un rețele de difracție printr-un filtru roșu, care transmite lumină cu o lungime de undă de 0,76 microni. Rețeaua de difracție a fost situată la o distanță de 1 m de ecran, distanța dintre spectrele de ordinul întâi s-a dovedit a fi egală cu 15,2 cm. Care este valoarea perioadei rețelei de difracție ? Exprimați răspunsul în micrometri (µm). (La unghiuri mici.)
Soluţie. Să notăm distanța de la rețeaua de difracție la ecran R= 1 m Unghiurile de deviere sunt legate de constanta rețelei și de lungimea de undă a luminii prin egalitate. Pentru prima comanda avem:
Distanța dintre spectrele de ordinul întâi de pe ecran este egală cu
.
LA 5. Determinaţi energia eliberată în timpul următoarei reacţii: . Exprimați răspunsul în picojouli (pJ) și rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg.
Soluţie. Folosind date tabulate despre energia de repaus a nucleelor elementelor care participă la reacție, determinăm energia eliberată:
Partea C
C1. Un cărucior cu masa de 0,8 kg se deplasează prin inerție cu o viteză de 2,5 m/s. O bucată de plastilină care cântărește 0,2 kg cade vertical pe un cărucior de la o înălțime de 50 cm și se lipește de ea. Calculați energia care a fost convertită în energie internă în timpul acestui impact.
Soluţie.În momentul impactului, viteza plastilinei este egală și îndreptată vertical în jos. Această viteză a fost complet anulată de forța de reacție a solului. Toată energia cinetică a bucății de plastilină căzută a fost transformată în energie internă:
În momentul lipirii unei bucăți de plastilină de cărucior, forțele de frecare au egalat componentele orizontale ale vitezelor lor. O parte din energia cinetică a căruciorului a fost transformată în energie internă. Folosind legea conservării impulsului, determinăm viteza căruciorului cu plastilină după ciocnire:
Transformată în energie internă
Ca rezultat, energia care a devenit internă în timpul acestui impact este egală cu
Răspuns: 1,5 J.
C2. O parte din heliu se extinde, mai întâi adiabatic și apoi izobar. Temperatura finală a gazului este egală cu cea inițială. În timpul expansiunii adiabatice, gazul a efectuat un lucru egal cu 4,5 kJ. Care este munca efectuată de gaz în timpul întregului proces?
Soluţie. Să descriem procesele pe o diagramă (vezi figura). 1–2 - expansiune adiabatică, 2–3 - expansiune izobară. După condiție, temperaturile la punctele 1 și 3 sunt egale; munca efectuată de gaz în procesul 1–2 este egală cu 
. Heliul este un gaz monoatomic, prin urmare capacitatea sa de căldură la volum constant este egală cu , unde ν este cantitatea de substanță din gaz. Folosind prima lege a termodinamicii pentru procesul 1–2, obținem:
Lucrarea gazului în procesul 2-3 poate fi determinată prin formula. Folosind ecuația și egalitatea Mendeleev-Clapeyron, obținem:
Munca efectuată de gaz pe parcursul întregului proces este egală cu
Răspuns: 7,5 kJ.
C3. O minge mică încărcată cu masa de 50 g, având o sarcină de 1 µC, se deplasează de la o înălțime de 0,5 m de-a lungul unui plan înclinat cu un unghi de înclinare de 30°. În vârf unghi drept, formată din înălțime și orizontală, există o sarcină staționară de 7,4 μC. Care este viteza bilei la baza planului înclinat dacă viteza sa inițială este zero? Ignora frecarea.
Soluţie. Mingea mică se află în câmpul gravitațional al Pământului și în câmpul electrostatic creat de a doua sarcină. Ambele câmpuri sunt potențiale, astfel încât legea conservării energiei poate fi folosită pentru a determina viteza mingii. În poziția inițială, mingea se află la o înălțime și la distanță de a doua încărcare. În poziția finală, mingea se află la înălțimea zero și la distanță de a doua încărcare. Prin urmare:
Răspuns: 3,5 m/s.
C4. Când un metal este iradiat cu lumină cu o lungime de undă de 245 nm, se observă un efect fotoelectric. Funcția de lucru a unui electron dintr-un metal este de 2,4 eV. Calculați cantitatea de tensiune care trebuie aplicată metalului pentru a reduce viteza maxima de fotoelectroni emisi de 2 ori.
Soluţie. Lungimea de undă (λ) a luminii incidente este legată de frecvența acesteia (ν) prin , unde c- viteza luminii. Folosind formula lui Einstein pentru efectul fotoelectric, determinăm energia cinetică a fotoelectronilor:
Loc de munca câmp electric egal cu . Lucrarea ar trebui să fie astfel încât să reducă viteza maximă a fotoelectronilor emiși de 2 ori:
Raspuns: 2 V.
C5. O diodă în vid, în care anodul (electrodul pozitiv) și catodul (electrodul negativ) sunt plăci paralele, funcționează într-un mod în care relația dintre curent și tensiune este satisfăcută (unde A- o valoare constantă). De câte ori va crește forța care acționează asupra anodului din cauza impactului electronilor dacă se dublează tensiunea pe diodă? Se presupune că viteza inițială a electronilor emiși este zero.
Soluţie. Când tensiunea se dublează, curentul crește cu un factor de doi. Numărul de electroni care lovesc anodul pe unitatea de timp va crește cu aceeași cantitate. În același timp, munca câmpului electric din diodă și, în consecință, energia cinetică a electronilor de impact se va dubla. Viteza particulelor va crește cu un factor de câteva ori, iar impulsul transmis și forța de presiune a electronilor individuali vor crește cu aceeași cantitate. Astfel, forța care acționează asupra anodului va crește cu 
ori.
Test final la fizică
Clasa a 11a
1. Dependența coordonatei de timp pentru un anumit corp este descrisă de ecuație x =8t -t 2. În ce moment este viteza corpului egală cu zero?
1) 8 s2) 4 s3) 3 s4) 0 s
2. Cu o concentrație constantă de particule de gaz ideal, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale a scăzut de 4 ori. În acest caz, presiunea gazului
1) a scăzut de 16 ori
2) a scăzut de 2 ori
3) a scăzut de 4 ori
4) nu s-a schimbat
3. Cu o masă constantă a unui gaz ideal, presiunea acestuia a scăzut de 2 ori, iar temperatura a crescut de 2 ori. Cum s-a modificat volumul de gaz?
1) a crescut de 2 ori
2) a scăzut de 2 ori
3) a crescut de 4 ori
4) nu s-a schimbat
4. La temperatură constantă, volumul unei mase date de gaz ideal a crescut de 9 ori. Presiunea în acest caz
1) a crescut de 3 ori
2) a crescut de 9 ori
3) a scăzut de 3 ori
4) a scăzut de 9 ori
5. Gazul din vas a fost comprimat, efectuând 30 J de lucru Energia internă a gazului a crescut cu 25 J. Prin urmare, gazul
1) a primit din exterior o cantitate de căldură egală cu 5 J
2) a dat mediu inconjurator cantitate de căldură egală cu 5 J
3) a primit din exterior o cantitate de căldură egală cu 55 J
4) a dat mediului o cantitate de căldură egală cu 55 J
6. Distanța dintre două puncte sarcini electrice a crescut de 3 ori, iar una dintre taxe a fost redusă de 3 ori. Puterea interacțiunii electrice dintre ele
1) nu s-a schimbat
2) a scăzut de 3 ori
3) a crescut de 3 ori
4) a scăzut de 27 de ori
7. Fluctuațiile curentului în circuit curent alternativ descris de ecuație I =4.cos 400πt. Care este perioada de oscilație a curentului?
1) 4 c
2) 200 c
3) 0,002 c
4) 0, 005 c
8. O placă metalică este iluminată cu lumină cu o energie de 6,2 eV. Funcția de lucru pentru placa metalică este de 2,5 eV. Care este energia cinetică maximă a fotoelectronilor produși?
1) 3,7 eV
2) 2,5 eV
3) 6,2 eV
4) 8,7 eV
9. Care este energia fotonului corespunzătoare lungimii de undă a luminii λ=6 µm?
1) 3.3. 10-40 J
2) 4.0. 10 -39 J
3) 3.3. 10-20 J
4) 4.0. 10 -19 J
10. Electronul și protonul se mișcă cu aceleași viteze. Care dintre aceste particule are lungimea de undă de Broglie mai mare?
1) la electron
2) la proton
3) lungimile de undă ale acestor particule sunt aceleași
4) particulele nu pot fi caracterizate prin lungime de undă
ÎN 1.Un corp este aruncat la un unghi de 60 0 față de orizontală cu o viteză de 100 m/s. La ce înălțime maximă se va ridica corpul? Scrieți răspunsul în metri, cu o precizie în zecimi.
C1. Un gaz ideal s-a extins mai întâi la o temperatură constantă, apoi a fost răcit la o presiune constantă și apoi încălzit la un volum constant, readucerea gazului la starea inițială. Desenați grafice ale acestor procese pe axele p-V. Masa gazului nu s-a schimbat.
Soluții
Aceasta este ecuația mișcării uniform accelerate x =x 0 +v 0x t +a x t 2 /2. Ecuația vitezei mișcare uniform accelerată: v x = v 0x +a x t . Din ecuația dată nouă: v 0x = 8 m/s, a x = -2 m/s 2. Furnizam: 0=8-2t. De unde provine t=4s?
Unul dintre tipurile ecuației de bază a gazelor MCT p = 2/3. nE k . Din această ecuație vedem că dacă concentrația n nu se modifică, iar energia cinetică medie a moleculelor scade de 4 ori, atunci presiunea va scădea de 4 ori.
Conform ecuației Mendeleev-Clapeyron pV =(m /M). RT, dacă presiunea a scăzut de 2 ori și temperatura a crescut de 2 ori, atunci volumul a crescut de 4 ori.
Deoarece temperatura și masa gazului nu se modifică, acesta este un proces izoterm. Pentru aceasta, legea Boyle-Marriott pV = const este satisfăcută. Din această lege vedem că dacă volumul a crescut de 9 ori, atunci presiunea a scăzut de 9 ori.
Prima lege a termodinamicii: ΔU =A +Q. Conform condiției, A = 30 J, ΔU = 25 J. Atunci, Q = -5J, adică corpul a cedat 5 J de căldură mediului înconjurător.
Legea lui Coulomb: F e =k |q 1 | . |q 2 | /r2. Din această lege vedem că dacă una dintre sarcini este redusă de 3 ori, iar distanța dintre sarcini este mărită de 3 ori, atunci forța electrică va scădea de 27 de ori.
Forma generală dependenţa armonică a fluctuaţiilor curentului: I =I m cos (ωt +φ). Din comparație vedem că frecvența ciclică este ω=400π. Deoarece ω=2πν, atunci frecvența de oscilație este ν=200Hz. Deoarece perioada T=1/ν, apoi T=0,005s.
Ecuația lui Einstein pentru efectul fotoelectric: h ν = A out + E k Conform condiției, h ν = 6,2 eV, A out = 2,5 eV. Apoi, E k = 3,7 eV.
Energia fotonului E = h ν, ν = с/λ. Înlocuind, obținem E = 3,3. 10-20 J.
Formula De Broglie: p =h /λ. Deoarece
p =mv, apoi mv = h /λ și λ=h /mv. Deoarece Masa electronului este mai mică, iar lungimea de undă este mai mare. .
Test pe tema Fizica moleculară pentru elevii de clasa a X-a cu răspunsuri. Testul constă din 5 opțiuni, fiecare cu 8 sarcini.
1 opțiune
A1.„Distanța dintre particulele de materie învecinate este mică (practic se ating).” Această afirmație corespunde modelului
1) numai solide
2) numai lichide
3) solide și lichide
4) gaze, lichide și solide
A2. Cu o concentrație constantă de particule de gaz ideal, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale a crescut de 3 ori. În acest caz, presiunea gazului
1) a scăzut de 3 ori
2) a crescut de 3 ori
3) a crescut de 9 ori
4) nu s-a schimbat
A3. Care este energia cinetică medie a mișcării haotice de translație a moleculelor de gaz ideal la o temperatură de 27 °C?
1) 6,2 10 -21 J
2) 4,1 10 -21 J
3) 2,8 10 -21 J
4) 0,6 10 -21 J
A4. Care dintre graficele prezentate în figură corespunde unui proces efectuat la o temperatură constantă a gazului?
1) A
2) B
3) B
4) G
A5. La aceeași temperatură, aburul saturat dintr-un vas închis diferă de aburul nesaturat din același vas
1) presiune
2) viteza de mișcare a moleculelor
B1. Figura prezintă un grafic al schimbării presiunii unui gaz ideal în timpul expansiunii sale.
Ce cantitate de substanță gazoasă (în moli) este conținută în acest vas dacă temperatura gazului este de 300 K? Rotunjiți răspunsul la un număr întreg.
LA 2.Într-un vas de volum constant se afla un amestec de două gaze ideale, câte 2 moli din fiecare, la temperatura camerei. Jumătate din conținutul vasului a fost eliberat și apoi s-au adăugat 2 moli din primul gaz în vas. Cum s-au modificat presiunile parțiale ale gazelor și presiunea lor totală ca urmare, dacă temperatura gazelor din vas a fost menținută constantă? Pentru fiecare poziție din prima coloană, selectați poziția dorită în a doua.
Mărimi fizice
B) presiunea gazului în vas
Schimbarea lor
1) a crescut
2) a scăzut
3) nu s-a schimbat
C1. Un piston cu o suprafață de 10 cm 2 se poate deplasa fără frecare într-un vas cilindric vertical, asigurându-i etanșeitatea. Un vas cu un piston umplut cu gaz se sprijină pe podeaua unui lift staționar la o presiune atmosferică de 100 kPa, în timp ce distanța de la marginea inferioară a pistonului până la fundul vasului este de 20 cm o accelerație de 4 m/s 2, pistonul se va deplasa cu 2,5 cm Care este masa pistonului dacă se poate ignora modificarea temperaturii?
Opțiunea 2
A1.„Distanța dintre particulele de materie vecine este, în medie, de multe ori mai mare decât dimensiunea particulelor în sine.” Această afirmație corespunde
1) numai modele ale structurii gazelor
2) doar modele ale structurii lichidelor
3) modele ale structurii gazelor și lichidelor
4) modele ale structurii gazelor, lichidelor și solidelor
A2. Cu o concentrație constantă de molecule ale unui gaz ideal, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale s-a schimbat de 4 ori. Cum s-a schimbat presiunea gazului?
1) de 16 ori
2) de 2 ori
3) de 4 ori
4) Nu s-a schimbat
A3.
1) 27 °C
2) 45 °C
3) 300 °C
4) 573 °C
A4. Figura prezintă grafice a patru procese de modificare a stării unui gaz ideal. Încălzirea izocorică este un proces
1) A
2) B
3) C
4) D
A5. La aceeași temperatură, vaporii de apă saturati dintr-un vas închis diferă de aburul nesaturat
1) concentrația de molecule
2) viteza medie mișcarea haotică a moleculelor
3) energia medie a mișcării haotice
4) absența gazelor străine
B1. Două vase umplute cu aer la o presiune de 800 kPa și 600 kPa au volume de 3, respectiv 5 litri. Vasele sunt conectate printr-un tub, al cărui volum poate fi neglijat în comparație cu volumele vaselor. Aflați presiunea stabilită în vase. Temperatura este constantă.
LA 2.
Nume
a) cantitatea de substanță
B) masa moleculară
B) numărul de molecule
1) m/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/m
5) N/V
C1. Un piston cu o suprafață de 10 cm2 și o masă de 5 kg se poate deplasa fără frecare într-un vas cilindric vertical, asigurând în același timp etanșeitatea acestuia. Un vas cu un piston umplut cu gaz se sprijină pe podeaua unui lift staționar la o presiune atmosferică de 100 kPa, în timp ce distanța de la marginea inferioară a pistonului până la fundul vasului este de 20 cm liftul coboara cu o acceleratie egala cu 3 m/s 2? Ignorați modificările temperaturii gazului.
Opțiunea 3
A1.„Particulele de materie participă la mișcarea haotică termică continuă.” Această poziție a teoriei cinetice moleculare a structurii materiei se referă
1) gaze
2) lichide
3) gaze și lichide
4) gaze, lichide și solide
A2. Cum se va schimba presiunea unui gaz monoatomic ideal atunci când energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor sale crește de 2 ori și concentrația moleculelor scade de 2 ori?
1) Va crește de 4 ori
2) Va scădea de 2 ori
3) Va scădea de 4 ori
4) Nu se va schimba
A3. Care este energia cinetică medie a mișcării haotice de translație a moleculelor de gaz ideal la o temperatură de 327 °C?
1) 1,2 10 -20 J
2) 6,8 10 -21 J
3) 4,1 10 -21 J
4) 7,5 kJ
A4. Pe VT Diagrama prezintă grafice ale modificărilor stării unui gaz ideal. Un proces izobaric corespunde unei linii grafice
1) A
2) B
3) B
4) G
A5.Într-un vas care conține doar abur și apă, pistonul este mișcat astfel încât presiunea să rămână constantă. Temperatura în acest caz
1) nu se schimbă
2) crește
3) scade
4) poate fie să scadă, fie să crească
B1. Două vase cu volume de 40 sau 20 de litri conțin gaz la aceleași temperaturi, dar la presiuni diferite. După conectarea vaselor, s-a stabilit în ele o presiune de 1 MPa. Care a fost presiunea inițială în vasul mai mare dacă presiunea inițială în vasul mai mic a fost de 600 kPa? Se presupune că temperatura este constantă.
LA 2.Într-un vas de volum constant se afla un amestec de două gaze ideale, câte 2 moli din fiecare, la temperatura camerei. Jumătate din conținutul vasului a fost eliberat și apoi s-au adăugat 2 moli dintr-un al doilea gaz în vas. Cum s-au modificat presiunile parțiale ale gazelor și presiunea lor totală ca urmare, dacă temperatura gazelor din vas a fost menținută constantă?
Pentru fiecare poziție din prima coloană, selectați poziția dorită în a doua.
Mărimi fizice
A) presiunea parțială a primului gaz
B) presiunea parțială a celui de-al doilea gaz
B) presiunea gazului în vas
Schimbarea lor
1) a crescut
2) a scăzut
3) nu s-a schimbat
C1. Un piston care cântărește 5 kg se poate deplasa fără frecare într-un vas cilindric vertical, asigurându-i etanșeitatea. Un vas cu un piston umplut cu gaz se sprijină pe podeaua unui lift staționar la o presiune atmosferică de 100 kPa, în timp ce distanța de la marginea inferioară a pistonului până la fundul vasului este de 20 cm atunci când liftul coboară o accelerație egală cu 2 m/s 2, pistonul se va deplasa cu 1,5 cm Care este aria pistonului dacă nu se ia în considerare modificarea temperaturii gazului?
Opțiunea 4
A1.În lichide, particulele oscilează în apropierea unei poziții de echilibru, ciocnând cu particulele învecinate. Din când în când, particula face un salt într-o poziție diferită de echilibru. Ce proprietate a lichidelor poate fi explicată prin această natură a mișcării particulelor?
1) Compresibilitate scăzută
2) Fluiditate
3) Presiunea pe fundul vasului
4) Modificarea volumului la încălzire
A2. Ca urmare a răcirii unui gaz ideal monoatomic, presiunea acestuia a scăzut de 4 ori, dar concentrația moleculelor de gaz nu s-a schimbat. În acest caz, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor de gaz
1) a scăzut de 16 ori
2) a scăzut de 2 ori
3) a scăzut de 4 ori
4) nu s-a schimbat
A3. Energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz dintr-un cilindru este 4,14 · 10 -21 J. Care este temperatura gazului din acest cilindru?
1) 200 °C
2) 200 K
3) 300 °C
4) 300 K
A4. Figura prezintă un ciclu efectuat cu gaz ideal. Încălzirea izobară corespunde zonei
1) AB
2) DA
3) CD
4) î.Hr
A5. Când volumul de abur saturat scade la o temperatură constantă, presiunea acestuia
1) crește
2) scade
3) pentru unii vapori crește, iar pentru alții scade
4) nu se schimbă
B1. Figura prezintă un grafic al dependenței presiunii gazului dintr-un vas etanș de temperatura acestuia.
Volumul vasului este de 0,4 m3. Câți moli de gaz sunt conținute în acest recipient? Rotunjiți răspunsul la un număr întreg.
LA 2. Stabiliți o corespondență între denumirea unei mărimi fizice și formula prin care poate fi determinată.
Nume
A) concentrația de molecule
B) numărul de molecule
B) masa moleculară
1) m/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/m
5) N/V
C1. Un piston cu o suprafață de 15 cm2 și o masă de 6 kg se poate deplasa fără frecare într-un vas cilindric vertical, asigurând în același timp etanșeitatea acestuia. Un vas cu un piston umplut cu gaz se odihnește pe podeaua unui lift staționar la o presiune atmosferică de 100 kPa. În acest caz, distanța de la marginea inferioară a pistonului până la fundul vasului este de 20 cm. Când liftul începe să se miște în sus cu accelerație, pistonul se mișcă cu 2 cm în temperatura gazului poate fi ignorată?
Opțiunea 5
A1. Cea mai mică ordine în aranjarea particulelor este caracteristică
1) gaze
2) lichide
3) corpuri cristaline
4) corpuri amorfe
A2. Cum se va schimba presiunea unui gaz monoatomic ideal dacă energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor și concentrația sunt reduse de 2 ori?
1) Va crește de 4 ori
2) Va scădea de 2 ori
3) Va scădea de 4 ori
4) Nu se va schimba
A3. La ce temperatură este energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz egală cu 6,21 · 10 -21 J?
1) 27 K
2) 45 K
3) 300 K
4) 573 K
A4. Figura prezintă un ciclu efectuat cu un gaz ideal. Răcirea izobară corespunde zonei
1) AB
2) DA
3) CD
4) î.Hr
A5. Vasul de sub piston conține doar vapori de apă saturati. Cum se va schimba presiunea din vas dacă începeți să comprimați vaporii, menținând constantă temperatura vasului?
1) Presiunea va crește constant
2) Presiunea va scădea constant
3) Presiunea va rămâne constantă
4) Presiunea va rămâne constantă și apoi va începe să scadă
B1. Pe imagine. prezintă un grafic al expansiunii izoterme a hidrogenului.
Masa hidrogenului este de 40 g Determinați temperatura acestuia. Masă molară hidrogen 0,002 kg/mol. Rotunjiți răspunsul la un număr întreg.
LA 2. Stabiliți o corespondență între denumirea unei mărimi fizice și formula prin care poate fi determinată.
Nume
a) densitatea materiei
B) cantitatea de substanță
B) masa moleculară
1) N/V
2) ν N A
3) m/N A
4) m/m
5) m/V
C1. Un piston cu o suprafață de 10 cm2 și o masă de 5 kg se poate deplasa fără frecare într-un vas cilindric vertical, asigurând în același timp etanșeitatea acestuia. Un vas cu un piston umplut cu gaz se sprijină pe podeaua unui lift staționar la o presiune atmosferică de 100 kPa, în timp ce distanța de la marginea inferioară a pistonului până la fundul vasului este de 20 cm liftul se deplasează în sus cu o accelerație egală cu 2 m/s 2? Ignorați modificările temperaturii gazului.
Răspunsuri la Test pe tema Fizică moleculară nota 10
1 opțiune
A1-3
A2-2
A3-1
A4-3
A5-1
ÎN 1. 20 mol
LA 2. 123
C1. 5,56 kg
Opțiunea 2
A1-1
A2-3
A3-1
A4-3
A5-1
ÎN 1. 675 kPa
LA 2. 432
C1. 22,22 cm
Opțiunea 3
A1-4
A2-4
A3-1
A4-1
A5-1
ÎN 1. 1,2 MPa
LA 2. 213
C1. 9,3 cm 2
Opțiunea 4
A1-2
A2-3
A3-2
A4-1
A5-4
ÎN 1. 16 mol
LA 2. 523
C1. 3,89 m/s 2
Opțiunea 5
A1-1
A2-3
A3-3
A4-3
A5-3
ÎN 1. 301 K
LA 2. 543
C1. 18,75 cm