Основы молекулярно – кинетической теории

1. Какое количество вещества содержит 24·10²² молекул?

2. Сколько молекул в 2,0 моль воды?

3. Какое количества вещества содержится в воде массой 200 г?

4. Какова масса 500 моль углекислого газа (CО₂)?

5. Сравните количества вещества, содержащееся в оловянной и свинцовой отливках одинаковой массы.

6. Найдите число атомов в алюминиевом предмете массой 135г.

7. Какую массу имеют 2,0·10²³ молекул азота?

8. Какой объем занимают 12 моль алюминия?

9. Масса атома некоторого химического элемента равна 3,34·10^–25 кг. Определите молярную массу элемента.

10. Определите массу одной молекулы воды.

11. Вычислите массу одной молекулы озона (О₃), углекислого газа (СО₂) и метана (СН₄).

12. Сравните число атомов в стальной и алюминиевой ложках равной массы.

13. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если V =400 м/c, n =2,7*10¹⁹м^-3

14. Найдите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул гелия, если при давлении 0,5*10⁵ Па их концентрация n=1,5*10⁹м^-3

15. Масса газообразного водорода в сосуде равна 4г. сколько примерно молекул водорода находится в сосуде?

16. При никелировании изделия его покрывают слоем никеля толщиной 1,5 мкм. Сколько атомов никеля содержится в покрытии, если площад поверхности изделия 800 см² ?

17. Где число молекул больше: в одном моле водорода или одном моле воды?[7]

Температура. Энергия теплового движения молекул.

1. Молекулы какого газа при 20⁰ С имеют среднюю квадратичную скорость 510 м\с?

2. Вычислить число молекул воздуха, находящихся в помещении размером 6х4х2,5м при температуре 27⁰С и давлении 99,8 кПа

3. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул углекислого газа СО₂ равна 400 м\с?

4. Определите средние кинетические энергии поступательного движения и средние квадратичные скорости молекул кислорода и водорода при температуре 27⁰С?

5. При какой температуре Т средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21·10^–21 Дж?

6. Определите давление атмосферы Солнца (фотосферы), концентрация атомов в которой равна примерно 1,0∙1015 см–3, а температура 6000 К.

7. Найдите температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 1,0∙1025 м^–3.

8. Расстояние между центрами соседних атомов золота 2,9·10^–10 м. Сколько атомов находится в слое золотой фольги толщиной 0,10 мкм?

9. Плотность алмаза 3500 кг/м3. Какой объем займут 1022 атомов этого

вещества?

10. Из чашки за промежуток времени 5,0 суток испарилась вода. Счи-

тая среднюю скорость испарения равной 7,0·10¹⁸ частиц в секунду, определите

массу воды, находившейся в чашке.

11. Определите плотность газа при давлении 1,3·105 Па, если средняя

квадратичная скорость его молекул равна 1,4·103 м/с.

12. Какой объем занимает газ при давлении 2·105 Па, если масса его

1 кг, а средняя квадратичная скорость молекул 600 м/с?

13. Найдите концентрацию молекул газообразного кислорода, находящегося при давлении 0,20 МПа. Средняя квадратичная скорость молекул

700 м/с.

14. Определите среднюю кинетическую энергию хаотического движения молекулы газообразного аргона массой 2 кг, если, находясь в сосуде

объемом 2 м³.

15. Определите среднюю кинетическую энергию хаотического поступательного движения всех молекул газообразного гелия в баллоне вместимостью 10 л при давлении 0,40·10⁵ Па.

16. Идеальный одноатомный газ находится в сосуде под давлением 80 кПа и имеет плотность 4,0 кг/м³. Определите энергию теплового движения

молекул газа, если масса газа равна 1,0 кг.

17. Определите давление, при котором в объеме 1,0 м³ идеального газа при температуре 300 К содержится 2,4·10²⁶ молекул.

18. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м³ при повышении температуры от 15 °C до 25 °С? Атмосферное давление 750 мм рт. ст.

Уравнение состояние идеального газа. Газовые законы.

1. Какая масса воздуха требуется для наполнения камеры в шине автомобиля, если ее объем 12 л? Камеру накачивают при температуре 27°С до давления 2,2·10⁵ Па.

2. Баллон емкостью 100 л содержит 5,76 кг кислорода. При какой температуре возникает опасность взрыва, если баллон выдерживает давление до 5·10⁵ Па?

3. В сварочном цехе стоят 40 баллонов ацетилена (С₂Н₂) емкостью 40 дм³ каждый. Все они включены в общую магистраль. После 12 ч непрерывной работы давление во всех баллонах упало с 1,3·10⁷ до 0,7·10⁷ Па. Определите расход ацетилена, если температура в цехе оставалась неизменной и была равна 32°С.

4. Баллон содержит сжатый кислород при температуре 25°С и давлении 1,5·10⁷ Па. В ходе газовой сварки израсходована половина кислорода. Определите, какое давление установится в баллоне, если температура газа снизилась до 15°С.

5. В баллоне емкостью 100 л находится газ под давлением 4,9·10⁵ Па. Какой объем займет газ при нормальном атмосферном давлении (1,01·10⁵ Па)? Его температура не меняется.

6. При температуре 5°С давление воздуха в баллоне равно 10⁴ Па. При какой температуре давление в нем будет 2,6·10⁴ Па?

7. В кислородной системе, которой оборудован самолет, имеется 2,8·10^-3 м³ кислорода при давлении 2·10⁷ Па. При максимальной высоте подъема летчик соединяет с помощью крана эту систему с пустым баллоном объемом 5·10^-2 м³. Какое давление установится в ней? Процесс расширения газа происходит при постоянной температуре.

8. Для сварки металлов и их сплавов в инертных газах гелий поставляют в баллонах под давлением 1,5·10⁷ Па. Определите концентрацию молекул гелия (число молекул в единице объема) в баллоне при температуре 27°С.

9. Современная техника позволяет создавать очень высокий вакуум, порядка 10^-7 Па. Сколько молекул газа остается при таком вакууме в камере емкостью 5·10^-5 м³ при температуре 27°С?

10. Содержит газ под давлением 1,4 ·10⁵ Па, соединили с пустым сосудом объемом 6 л. После этого в обоих сосудах установилось давление 10⁵ Па. Найти объем первого сосуда. Процесс изотермический.

11. Открытая стеклянная колба вместимостью 250 см³ нагрета до 127⁰С. После этого ее горлышко опущено в воду. Какое количество воды войдет в колбу, если ее охладить до 7⁰С? Атмосферное давление 100 кПа.

12. Определить плотность кислорода при давлении 1,3·10⁵ Па, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 1,4·10³ м\с.

13. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса 3·10^-3 кг, объем 0,5 ·10^-3 м³, средняя квадратичная скорость молекул 500 м\с?

14. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, который занимает объем 5м³ при давлении 2·10⁵ Па и имеет массу 6 кг?

15. Каково давление углекислого газа (СО₂), если в баллоне объемом 40 л содержится 5·10²⁴ молекул, а средняя квадратичная скорость молекул 400 м\с?

Взаимное превращение жидкостей и газов.

1. При какой температуре кипит вода, если давление окружающей

среды равно: а) 47,3 кПа, б) 490 кПа?

2. При каком давлении вода будет кипеть при 19 °С?

3. Парциальное давление водяного пара в воздухе при 19 °С было

1,1 кПа. Найдите относительную влажность.

4. Относительная влажность воздуха в комнате равна 60% при

температуре 20 °С. Определите парциальное давление пара в комнате.

5. Абсолютная влажность воздуха при температуре 40 °С состав-

ляет 25 г/м3. Определите его относительную влажность.

6. При температуре 15 °C относительная влажность воздуха 80%.

Найдите его абсолютную влажность.

7. В комнате объемом 150 м³ при температуре 25 °C содержится 2,07 кг водяных паров. Определите:

8. а) абсолютную влажность воздуха, б) относительную влажность воздуха.

9. Сухой термометр психрометра показывает 16 °С, а влажный:

а) 14 °С, б) 12 °С. Определите температуру окружающей среды и относительную влажность воздуха.

10. Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С равна

74%. Что показывает влажный термометр психрометра?

11. В закрытом сосуде вместимостью 2 л находится насыщенный

водяной пар при 20 °С. Сколько воды образуется в сосуде при понижении

температуры до 5 °С?

12. Вечером на берегу озера при температуре 18 °C относительная

влажность воздуха 75 %. При какой температуре утром можно ожидать появление тумана? Давление воздуха не изменяется.

13. Температура воздуха днем была 15 °С, относительная влажность

64 % . Ночью температура понизилась до 5 °C. Была ли роса? Давление воздуха не изменяется.

14. При 30 °C относительная влажность воздуха 80 %. Какой станет

относительная влажность этого же воздуха, если его нагреть до температуры

50 °C?

15. При температуре 284 К относительная влажность воздуха 81,5 %. При какой температуре Т2 влажность этого же воздуха будет 50,0 %?

16. В комнате объемом 120 м3 при температуре 15 °С относительная

влажность воздуха 60%. Определите массу водяных паров в воздухе комнаты.

Твердые тела.

1. Найти механическое напряжение, возникающее в стальном тросе при его относительном удлинении 0,001.

2. При растяжении алюминиевой проволоки длиной 2 м в ней возникло механическое напряжение 35 МПа. Найти относительное и абсолютное удлинения.

3. Балка длиной 5 м с площадью поперечного сечения 100 см² под действием сил по 10 кН, приложенных к ее концам, сжалась на 1 см. Найти относительное сжатие и механическое напряжение.

4. К закрепленной одним концом проволоке диаметром 2 мм подвешен груз массой 10 кг. Найти механическое напряжение в проволоке.

5. К концам стальной проволоки длиной 3 м и сечением 1 мм² приложены растягивающие силы по 210 Н каждая. Найти абсолютное и относительное удлинения.

6. Какие силы надо приложить к концам стальной проволоки длиной 4 м и сечением 0,5 мм² для удлинения ее на 2 мм?

7. Во сколько раз относительное удлинение рыболовной лесы диаметром 0,2 мм больше, чем лесы диаметром 0,4 мм, если к их концам приложены одинаковые силы?

8. Диаметр капроновой рыболовной лесы 0,12 мм, а разрывная нагрузка 7,5 Н. Найти предел прочности на разрыв данного сорта капрона.

Основы термодинамики[8].

1. В батарею водяного отопления поступает вода объемом 6·10^-6 м³ в 1 с при температуре 80°С, а выходит из батареи при температуре 25°С. Какое количество теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?

2. Стальной резец массой 200 г нагрели до температуры 800°С и погрузили для закалки в воду, взятую при 20°С. Через некоторое время температура воды поднялась до 60°С. Какое количество теплоты было передано резцом воде?

3. Какое количество теплоты требуется для нагревания и расплавления 10⁴ кг стального лома в мартеновской печи, если начальная его температура 20°С? Температура плавления стали 1500°С. Удельная теплота плавления стали 2,7·10⁵ Дж/кг.

4. В плавильной печи за одну плавку получили 250 кг алюминия при температуре 660°С. Определите, на сколько изменилась внутренняя энергия алюминия, если его начальная температура была 20°С. Удельная теплота плавления алюминия 3,9·10⁵ Дж/кг.

5. В электроплавильную печь загрузили 3 т стального лома при температуре 20°С. Какое количество электроэнергии требуется для расплавления стали, если КПД печи 95%?

6. Тепловоз массой 3000 т, двигавшийся со скоростью 72 км/ч, остановлен тормозами. Какое количество теплоты выделилось при торможении?

7. Газ, занимавший объем V₁ = 11 л при давлении 10⁵ Па, был изобарно нагрет от 20 до 100°С. Определите работу расширения газа.

8. 1 м³ воздуха при температуре 0°С находится в цилиндре при давлении 2·10⁵ Па. Какая будет совершена работа при его изобарном нагревании на 10°С?

9. Какая масса водорода находится в цилиндре под поршнем, если при нагревании от температуры T₁ = 250 K до температуры Т₂ = 680 К газ произвел работу А = 400 Дж?

Заключение

Самостоятельная работа всегда завершается какими-либо результатами. Это выполненные задания, упражнения, решенные задачи, построенные графики, подготовленные ответы на вопросы.

Таким образом, широкое использование методов самостоятельной работы, побуждающих к мыслительной и практической деятельности, развивает столь важные интеллектуальные качества человека, обеспечивающие в дальнейшем его стремление к постоянному овладению знаниями и применению их на практике.

В процессе изучения физики наряду с некоторыми теоретическими сведениями студенты овладевают определенными приемами решения задач. Обычно с такими приемами знакомит сам преподаватель, показывая решение задач нового образца. Наиболее эффективным при этом является такой подход, при котором преподаватель раскрывает перед студентами технологию решения задачи, показывает, чем мотивировано применение некоторого метода решения, чем обусловлен выбор того или иного пути.

Работа над задачей тоже может быть полностью самостоятельной работой студентов. Она преследует несколько целей:

· продолжить формирование умений самостоятельно изучать текст, который в данном случае представляет собой задачу;

· обучить рассуждениям;

· обучить оформлению решения задач. К тому же студенты будут знать, что у них имеется образец рассуждений и оформления задачи, к которому они могут обратиться при решении другой задачи или при проверке правильности своего решения.

Непременным условием усвоения новых теоретических сведений и овладения новыми приемами решения задач является выполнение студентами тренировочных упражнений, в ходе которого приобретенные знания становятся полным достоянием студентов. Как известно, существуют две формы организации такой тренировочной работы — фронтальная работа и самостоятельная работа. Фронтальная работа на уроках физики — это традиционная, давно сложившаяся форма. Схематически ее можно описать так: один из студентов выполняет задание на доске, остальные выполняют это же задание в тетрадях. Самостоятельная работа студентов на уроке состоит в выполнении без помощи преподавателя и товарищей некоторого задания.

Большие возможности для подготовки студентов к творческому труду и самостоятельному пополнению знаний имеет самостоятельное выполнение заданий. В этом случае студент без какой-либо помощи должен наметить пути решения, правильно выполнить все построения, преобразования, вычисления и т. п. В таком случае мысль студента работает наиболее интенсивно. Он приобретает практический навык работы в ситуации, с которой ему неоднократно придется сталкиваться в последующей трудовой деятельности. Вместе с тем самостоятельная работа студентов на уроках физики имеет и свои недостатки. Усилия студента могут оказаться напрасными и не привести к результату, если он недостаточно подготовлен к решению поставленной задачи. Студент не слышит комментариев к решению, а рассуждения, которые он проводит мысленно, могут быть не всегда правильными и достаточно полными, причем возможности обнаружить это студент не имеет. Вообще при самостоятельном выполнении заданий мыслительные процессы не могут быть проконтролированы преподавателем. Поэтому даже верный ответ может оказаться случайным. Исправление ошибок, допущенных при самостоятельной работе, происходит в ходе ее проверки по окончании всей работы. Поэтому, выполняя упражнение самостоятельно, студент, не усвоивший материал, может повторять одну и ту же ошибку от примера к примеру и невольно закрепить неправильный алгоритм.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: