Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика

1. В трех одинаковых сосудах при равных условиях находится одинаковое количество водорода, гелия и азота

Распределение скоростей молекул гелия будет описываться кривой…

a) 2 b) 3 c) 1

2. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Если, не меняя температуры взять другой газ с большей молярной массой и таким же числом молекул, то…

a) площадь под кривой увеличится b) максимум кривой сместится влево в сторону меньших скоростей c) величина максимума уменьшится

3. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Если, не меняя температуры взять другой газ с меньшей молярной массой и таким же числом молекул, то….

a) величина максимума уменьшится b) площадь под кривой увеличится c) максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей

4. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до v+dv в расчете на единицу этого интервала. Для этой функции верным утверждением является…

a) с уменьшением температуры величина максимума уменьшается; b) при изменении температуры площадь под кривой не изменяется; c) при изменении температуры положение максимума не изменяется.

5. В трех одинаковых сосудах находится одинаковое количество газа, причем Т₁ > Т₂ > Т₃

Распределение скоростей молекул в сосуде с температурой Т₃ будет описывать кривая….

a) 2 b) 1 c) 3

6. Распределение Больцмана для внешнего потенциального поля имеет вид:

a) ;

b) ;

c) .

7. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (Не) равна…

a) 1/2 kТ

b) 5/2 kТ

c) 7/2 kТ

d) 3/2 kТ

8. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре Т равна . Здесь i = n_n+ n_вр +2n_к, где n_{n ,} n_вр, n_к - число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водяного пара (Н₂О) число i равно…

a) 8

b) 5

c) 6

d) 3

9. На каждую степень свободы движения молекулы приходится одинаковая энергия, равная 1/2 kТ (k – постоянная Больцмана, Т – температура). Средняя кинетическая энергия атомарного водорода равна ….

a) 5/2 kТ

b) 1/2 kТ

c) 3/2 kТ

d) 3 kТ

10. Уравнение кинетической теории для давления идеального газа имеет вид , где n – концентрация молекул. Для газа водорода равно …

a) 6/2 kТ

b) 5/2 kТ

c) 1/2 kТ

d) 3/2 kТ

11. Если для многоатомных молекул газа при температурах 10² К вклад энергии колебания ядер в теплоемкость газа пренебрежимо мал, то из предложенных ниже идеальных газов (водород, азот, гелий, водяной пар) изохорную теплоемкость (R – универсальная газовая постоянная) имеет один моль…

a) азота

b) гелия

c) водорода

d) водяного пара

12. Параметрами состояния газа являются

a) масса, молярная масса, температура

b) число Авогадро, молярная масса, плотность

c) температура, давление, объем

d) молярный объем, масса

13. С вязь единиц измерения температуры в градусах Цельсия и Кельвина

a)

b)

c)

14. Масса 1 моля вещества (молярная масса) определяется выражением

a)

b)

c)

d)

15. Закон Бойля-Мариотта для изотермического процесса

a)

b)

c)

16. Закон Шарля для изохорного процесса

a)

b)

c)

17. Закон Гей-Люссака для изобарного процесса

a)

b)

c)

18. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

a)

b)

c)

19. средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы

a)

b)

c)

20. Средняя квадратичная скорость молекул

a)

b)

c)

21. Средняя арифметическая скорость молекул

a)

b)

c)

22. Барометрическая формула выражает закон

a)

b)

c)

23. Средняя длина свободного пробега молекул газа

a)

b)

c)

24. Общее число столкнове­ний всех молекул в единице объема за единицу времени

a)

b)

c)

25. Сила внутреннего трения F _тр в газе

a)

b)

c)

26. Количество теплоты, перенесенное за время вследствие теплопроводности, определяется формулой

a)

b)

c)

27. Идеальный газ имеет минимальную внутреннюю энергию в состоянии…

a) 2 b) 1,2,3 c) 1 d) 3

28. Внутренняя энергия молекулярного азота (газ считать идеальным) в результате процесса 1-2-3, изображенного на рисунке, изменяется на __Дж

a) 6 b) 0 c) 9/2 d) 4

29. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеальных газов описывается уравнением:

a) ;

b) ;

c) .

30. На (Р,V) - диаграмме изображен циклический процесс. На участках CD и DA температура….

a) повышается b) на CD- понижается, на DA – повышается c) понижается d) на CD - повышается, на DA - понижается

31. Идеальный газ совершит большую работу, получив одинаковое количество теплоты, при….

a) изотермическом процессе

b) изохорном процессе

c) изобарном процессе

d) адиабатном процессе

32. В процессе изохорического нагревания постоянной массы идеального газа его энтропия….

a) уменьшается

b) увеличивается

c) не меняется

33. Процесс, изображенный на рисунке в координатах (T,S), где S - энтропия, является …

a) изотермическим расширением b) адиабатным сжатием c) изобарным расширением d) изохорным нагреванием

34. При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе необратимого процесса приращение её энтропии…

a)

b)

c)

d)

35. Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно (см.рисунок), совершает за цикл работу, равную …

a) А12 +А34 b) А23 +А41 c) А34 +А41 d) А12 +А23

36. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно (две изотермы 1-2, 3-4 и две адиабаты 2-3, 4-1). В процессе изотермического расширения 1-2 энтропия рабочего тела …

a) возрастает b) не изменяется c) сначала возрастают, затем уменьшается d) уменьшается

37. В идеальной тепловой машине, работающей по циклу Карно, абсолютная температура нагревателя в 2 раза превышает температуру холодильника. Если температура холодильника уменьшится вдвое при неизменной температуре нагревателя, то КПД машины станет равным …

a) 100%

b) 75%

c) 90%

d) 50%

38. В процессе изотермического сообщения тепла постоянной массе идеального газа его энтропия….

a) уменьшается

b) увеличивается

c) не меняется

39. На рисунке изображен цикл Карно в координатах (Т,S), где S - энтропия. Теплота подводится к системе на участке…

Т SТ 1 2 4 3

a) 1-2; b) 2-3; c) 3-4.

40. При увеличении давления в 3 раза и уменьшении объема в 2 раза внутренняя энергия идеального газа ….

a) уменьшится в 1,5 раза

b) увеличится в 6 раз

c) увеличится в 1,5 раза

d) уменьшится в 6 раз

41. Изменение внутренней энергии газа при изохорном процессе возможно…

a) без теплообмена с внешней средой

b) при теплообмене с внешней средой

c) в результате совершения газом работы

d) в результате совершения внешними силами работы над газом

42. На рисунке изображен циклический процесс, происходящий с одним молем двухатомного идеального газа. Газ совершает работу только за счет полученного извне тепла на участке …

a) 1-2, 2-3 b) 1-2 c) 3-1 d) 2-3

43. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании газа к работе при охлаждении равно….

a) 2,5 b) 3 c) 1,5 d) 5

44. Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 двумя способами: по пути 1-3 и 1-2-3. Отношение работ , совершенных газом равно….

a) 2 b) 3 c) 4 d) 1,5

45. На (P,V)- диаграмме изображены два циклических процесса

Отношение работ , совершенных в этих циклах, равно

a) -2 b) 2 c) -1/2 d) 1/2

46. При адиабатном сжатии идеального газа…

a) температура возрастает, энтропия убывает

b) температура возрастает, энтропия не изменяется

c) температура и энтропия возрастает

d) температура не изменяется, энтропия возрастает

47. Одноатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты ΔQ. На увеличение внутренней энергии газа расходуется часть теплоты ,равная ….

a) 0,25

b) 0,7

c) 0,4

d) 0,6

48. Первое начало термодинамики описывается аналитическим выражением:

a) ;

b) ;

: c) .

49. Молярная теплоемкость вещества при постоянном объеме определяется выражением:

a) ;

b) ;

c) .

50. Удельная теплоемкость вещества определяется выражением:

a) ;

b) ;

d) .

51. Полная работа, совершаемая газом при изменении его объема от V₁ до V₂ определяется выражением:

a) ;

b) ;

c) .

52. Энтропия изолированной термодинамической системы в ходе необратимого процесса …

a) только увеличивается

b) только убывает

c) остается постоянной

53. Энтропия неизолированной термодинамической системы в процессе плавления вещества в ней …

a) увеличивается

b) убывает

c) остается постоянной

d) может как убывать, так и оставаться постоянной

54. В процессе изохорического нагревания постоянной массы идеального газа его энтропия …

a) не меняется

b) уменьшается

c) увеличивается

55. В процессе изохорического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …

a) уменьшается

b) не меняется

c) увеличивается

56. В процессе изотермического сообщения тепла постоянной массе идеального газа его энтропия …

a) не меняется

b) уменьшается

c) увеличивается

57. В процессе изотермического отнятия тепла у постоянной массы идеального газа его энтропия …

a) уменьшается

b) не меняется

c) увеличивается

58. В процессе обратимого адиабатического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …

a) уменьшается

b) не меняется

c) увеличивается

59. Для обратимого процесса в неизолированной термодинамической системе условие Клаузиуса имеет вид …

a)

b)

c)

60. Диффузия согласно кинетической теории газов определяется формулой:

a) ;

b) ;

c) .

61. Явление диффузии для однородного газа подчиняется закону Фика:

a) ;

b) ;

c) .

62. Перенос энергии в форме теплоты подчиняется закону Фурье:

a) ;

b) ;

c) .

63. Динамическая вязкость газа (жидкости) вычисляется по формуле:

a) ;

b) ;

c) .

64. Сила внутреннего трения между слоями газа (жидкости) подчиняется закону Ньютона:

a) ;

b) ;

c) .

65. Вязкость связана с переносом молекулами газа

a) массы

b) энергии

c) импульса

d) момента импульса

66. Tеплопроводность газа (жидкости) вычисляется по формуле:

a) ;

b) ;

c) .

67. Масса, перенесенная за время при диффузии

a) m = D S

b) m = - D

c) m = - D S