Teorija molekularne kinetike nazvana doktrina o strukturi i svojstvima materije zasnovana na ideji postojanja atoma i molekula kao najmanjih čestica hemijske supstance. Teorija molekularne kinetike zasniva se na tri glavne odredbe:

• Sve supstance - tečne, čvrste i gasovite - nastaju od najsitnijih čestica - molekule, od kojih se i sami sastoje atomi("elementarni molekuli"). Molekule hemijske supstance mogu biti jednostavne ili složene i sastoje se od jednog ili više atoma. Molekule i atomi su električno neutralne čestice. Pod određenim uvjetima, molekuli i atomi mogu dobiti dodatni električni naboj i pretvoriti se u pozitivne ili negativne ione (odnosno, anione i katione).
• Atomi i molekuli su u neprekidnom haotičnom kretanju i interakciji, čija brzina zavisi od temperature, a njena priroda zavisi od stanja agregacije materije.
• Čestice međusobno djeluju silama koje su električne prirode. Gravitaciona interakcija između čestica je zanemarljiva.

Atom- najmanja hemijski nedjeljiva čestica elementa (atom gvožđa, helijuma, kiseonika). Molekul- najmanja čestica supstance koja zadržava svoja hemijska svojstva. Molekul se sastoji od jednog ili više atoma (voda - H 2 O - 1 atom kisika i 2 atoma vodika). I on- atom ili molekula u kojoj je jedan ili više elektrona ekstra (ili nema dovoljno elektrona).

Molekuli su izuzetno mali. Jednostavni monoatomski molekuli imaju veličinu reda 10-10 m. Složeni poliatomski molekuli mogu biti stotine i hiljade puta veći.

Nasumično kretanje molekula naziva se toplotno kretanje. Kinetička energija toplotnog kretanja raste sa porastom temperature. Na niskim temperaturama, molekuli se kondenzuju u tečnost ili čvrstu supstancu. Kako temperatura raste, prosječna kinetička energija molekula postaje veća, molekuli se razlijeću i nastaje plinovita tvar.

U čvrstim tijelima, molekuli vrše nasumične oscilacije oko fiksnih centara (ravnotežne pozicije). Ovi centri mogu biti locirani u prostoru na nepravilan način (amorfna tijela) ili formirati uređene obimne strukture (kristalna tijela).

U tečnostima, molekuli imaju mnogo veću slobodu za termičko kretanje. Nisu vezani za određene centre i mogu se kretati po cijeloj zapremini tečnosti. Ovo objašnjava fluidnost tečnosti.

U plinovima su udaljenosti između molekula obično mnogo veće od njihovih veličina. Sile interakcije između molekula na tako velikim udaljenostima su male, a svaki se molekul kreće pravolinijski do sljedećeg sudara s drugom molekulom ili zidom posude. Prosječna udaljenost između molekula zraka u normalnim uvjetima je oko 10-8 m, odnosno stotine puta veća od veličine molekula. Slaba interakcija između molekula objašnjava sposobnost plinova da se šire i ispunjavaju cijeli volumen posude. U granici, kada interakcija teži nuli, dolazimo do koncepta idealnog gasa.

Idealan gas je plin, čije molekule ne stupaju u interakciju jedni s drugima, osim u procesu elastičnog sudara i smatraju se materijalnim tačkama.

U teoriji molekularne kinetike smatra se da je količina supstance proporcionalna broju čestica. Jedinica za količinu supstance naziva se mol (mol). krtica- to je količina tvari koja sadrži isti broj čestica (molekula) koliko ima atoma u 0,012 kg ugljika 12 C. Molekul ugljika se sastoji od jednog atoma. Dakle, jedan mol bilo koje supstance sadrži isti broj čestica (molekula). Ovaj broj se zove konstanta Avogadro: N A \u003d 6,022 10 23 mol -1.

Avogadrova konstanta je jedna od najvažnijih konstanti u molekularnoj kinetičkoj teoriji. Količina supstance definisan kao omjer broja Nčestice (molekule) materije na Avogadrovu konstantu N A, ili kao omjer mase i molarne mase:

Masa jednog mola supstance naziva se molarna masa M. Molarna masa je jednaka proizvodu mase m 0 jednog molekula date supstance po Avogadrovoj konstanti (tj. broju čestica u jednom molu). Molarna masa se izražava u kilogramima po molu (kg/mol). Za supstance čije se molekule sastoje od jednog atoma, često se koristi termin atomska masa. U periodnom sistemu, molarna masa je data u gramima po molu. Dakle, imamo još jednu formulu:

gdje: M- molarna masa, N A je Avogadrov broj, m 0 je masa jedne čestice materije, N- broj čestica supstance sadržanih u masi supstance m. Osim toga, potreban nam je koncept koncentracija(broj čestica po jedinici zapremine):

Podsjetimo također da su gustina, zapremina i masa tijela povezani sljedećom formulom:

Ako se problem bavi mješavinom tvari, onda se govori o prosječnoj molarnoj masi i prosječnoj gustoći tvari. Kao i u proračunu prosječne brzine neravnomjernog kretanja, ove količine se određuju ukupnim masama smjese:

Ne zaboravite da je ukupna količina tvari uvijek jednaka zbiru količina supstanci uključenih u smjesu, i morate biti oprezni s volumenom. Zapremina gasne mešavine ne jednak je zbiru zapremina gasova u smeši. Dakle, 1 kubni metar vazduha sadrži 1 kubni metar kiseonika, 1 kubni metar azota, 1 kubni metar ugljen-dioksida itd. Za čvrste materije i tečnosti (osim ako nije drugačije navedeno u uslovu), može se pretpostaviti da je zapremina smeše jednaka zbiru zapremina njenih delova.

Osnovna jednadžba MKT idealnog gasa

Tokom svog kretanja, molekuli gasa se neprestano sudaraju. Zbog toga se mijenjaju karakteristike njihovog kretanja, pa, govoreći o momentima, brzinama, kinetičkim energijama molekula, uvijek misle na prosječne vrijednosti ovih veličina.

Broj sudara molekula gasa u normalnim uslovima sa drugim molekulima se meri milionima puta u sekundi. Ako zanemarimo veličinu i interakciju molekula (kao u modelu idealnog plina), onda možemo pretpostaviti da se između uzastopnih sudara molekuli kreću jednoliko i pravolinijski. Prirodno, leteći do zida posude u kojoj se nalazi gas, molekul takođe doživljava sudar sa zidom. Svi sudari molekula međusobno i sa zidovima posude smatraju se apsolutno elastičnim sudarima loptica. Kada se molekul sudari sa zidom, impuls molekula se mijenja, što znači da sila djeluje na molekul sa strane zida (sjetite se drugog Newtonovog zakona). Ali prema trećem Newtonovom zakonu, s potpuno istom silom usmjerenom u suprotnom smjeru, molekul djeluje na zid, vršeći pritisak na njega. Ukupnost svih uticaja svih molekula na zid posude dovodi do pojave pritiska gasa. Pritisak plina je rezultat sudara molekula sa zidovima posude. Ako nema zida ili bilo koje druge prepreke za molekule, onda sam pojam pritiska gubi smisao. Na primjer, potpuno je nenaučno govoriti o pritisku u centru prostorije, jer tamo molekuli ne pritiskaju zid. Zašto onda, kada tamo postavimo barometar, sa iznenađenjem otkrijemo da on pokazuje neku vrstu pritiska? Ispravno! Jer sam barometar je sam zid na koji molekuli pritiskaju.

Budući da je pritisak posljedica udara molekula u zid posude, očito je da njegova vrijednost treba ovisiti o karakteristikama pojedinih molekula (od prosječnih karakteristika, naravno, zapamtite da su brzine svih molekula različite). Ova zavisnost je izražena osnovna jednadžba molekularno-kinetičke teorije idealnog plina:

gdje: str- pritisak gasa, n je koncentracija njegovih molekula, m 0 - masa jednog molekula, v kv - rms brzina (imajte na umu da je sama jednadžba kvadrat efektivne brzine). Fizički smisao ove jednadžbe je da uspostavlja vezu između karakteristika cjelokupnog plina u cjelini (pritisak) i parametara kretanja pojedinih molekula, odnosno vezu između makro- i mikrosvijeta.

Posljedice iz osnovne MKT jednadžbe

Kao što je navedeno u prethodnom paragrafu, brzina termičkog kretanja molekula određena je temperaturom supstance. Za idealan gas, ova zavisnost se izražava jednostavnim formulama za srednja kvadratna brzina kretanje molekula gasa:

gdje: k= 1,38∙10 –23 J/K – Boltzmannova konstanta, T je apsolutna temperatura. Odmah da rezervišemo da dalje u svim zadacima treba, bez ustručavanja, pretvarati temperaturu u kelvine iz stepeni Celzijusa (osim zadataka na jednačini toplotnog bilansa). Zakon tri konstante:

gdje: R\u003d 8,31 J / (mol ∙ K) - univerzalna gasna konstanta. Sljedeća važna formula je formula za prosječna kinetička energija translacijskog kretanja molekula plina:

Ispada da prosječna kinetička energija translacijskog kretanja molekula ovisi samo o temperaturi i da je ista na datoj temperaturi za sve molekule. I na kraju, najvažnije i najčešće korištene posljedice iz osnovne MKT jednadžbe su sljedeće formule:

Merenje temperature

Koncept temperature je usko povezan sa konceptom toplotne ravnoteže. Tijela u međusobnom kontaktu mogu razmjenjivati ​​energiju. Energija koja se prenosi sa jednog tela na drugo tokom toplotnog kontakta naziva se količina toplote.

Termička ravnoteža- to je takvo stanje sistema tijela u termičkom kontaktu, u kojem nema prijenosa topline s jednog tijela na drugo, a svi makroskopski parametri tijela ostaju nepromijenjeni. Temperatura je fizički parametar koji je isti za sva tijela u toplinskoj ravnoteži.

Za mjerenje temperature koriste se fizički instrumenti - termometri, u kojima se vrijednost temperature procjenjuje promjenom nekog fizičkog parametra. Da biste napravili termometar, potrebno je odabrati termometričku tvar (na primjer, živa, alkohol) i termometričku veličinu koja karakterizira svojstvo tvari (na primjer, dužina stupca žive ili alkohola). Različiti dizajni termometara koriste različita fizička svojstva tvari (na primjer, promjena linearnih dimenzija čvrstih tijela ili promjena električnog otpora vodiča pri zagrijavanju).

Termometri moraju biti kalibrirani. Da bi to učinili, oni se dovode u termički kontakt sa tijelima čije se temperature smatraju datim. Najčešće se koriste jednostavni prirodni sistemi u kojima temperatura ostaje nepromijenjena, unatoč razmjeni topline s okolinom - to je mješavina leda i vode i mješavina vode i pare pri ključanju pri normalnom atmosferskom tlaku. Na Celzijusovoj temperaturnoj skali, tački topljenja leda je pripisana temperatura od 0°C, a tačka ključanja vode: 100°C. Pretpostavlja se da je promjena dužine stupca tekućine u kapilarama termometra za stoti dio dužine između oznaka 0°C i 100°C 1°C.

Engleski fizičar W. Kelvin (Thomson) je 1848. godine predložio korištenje tačke nultog pritiska plina za izgradnju nove temperaturne skale (Kelvinova skala). U ovoj skali, jedinica temperature je ista kao u Celzijusovoj skali, ali je nulta tačka pomjerena:

U ovom slučaju, promjena temperature od 1ºS odgovara promjeni temperature od 1 K. Promjene temperature na Celzijusovoj i Kelvinovoj skali su jednake. U SI sistemu, jedinica za mjerenje temperature na Kelvinovoj skali naziva se kelvin i označava slovom K. Na primjer, sobna temperatura T C \u003d 20 ° C na Kelvinovoj skali je jednako T K = 293 K. Kelvinova temperaturna skala naziva se apsolutna temperaturna skala. Pokazalo se da je najpogodniji u izgradnji fizičkih teorija.

Jednačina stanja idealnog gasa ili Clapeyron-Mendeljejeva jednačina

Jednačina stanja za idealni gas je još jedna posljedica osnovne MKT jednačine i zapisuje se kao:

Ova jednačina uspostavlja vezu između glavnih parametara stanja idealnog gasa: pritiska, zapremine, količine supstance i temperature. Vrlo je važno da su ovi parametri međusobno povezani, promjena bilo kojeg od njih će neminovno dovesti do promjene barem još jednog. Zato se ova jednačina naziva jednačina stanja idealnog gasa. Prvo ga je otkrio Clapeyron za jedan mol gasa, a kasnije ga je generalizovao Mendeljejev na slučaj većeg broja molova.

Ako je temperatura gasa T n \u003d 273 K (0 ° C) i tlak str n = 1 atm = 1 10 5 Pa, onda kažu da je plin na normalnim uslovima.

Zakoni o gasu

Rješavanje problema za izračunavanje parametara plina uvelike je pojednostavljeno ako znate koji zakon i koju formulu primijeniti. Dakle, razmotrimo osnovne zakone o plinu.

1. Avogadrov zakon. Jedan mol bilo koje supstance sadrži isti broj strukturnih elemenata, jednak Avogadrovom broju.

2. Daltonov zakon. Pritisak mešavine gasova jednak je zbiru parcijalnih pritisaka gasova uključenih u ovu mešavinu:

Parcijalni tlak plina je tlak koji bi proizveo kada bi svi ostali plinovi iznenada nestali iz smjese. Na primjer, tlak zraka jednak je zbiru parcijalnih pritisaka dušika, kisika, ugljičnog dioksida i drugih nečistoća. U ovom slučaju, svaki od plinova u mješavini zauzima cjelokupnu zapreminu koja mu se daje, odnosno zapremina svakog od plinova jednaka je zapremini mješavine.

3. Boyle-Mariotteov zakon. Ako masa i temperatura plina ostanu konstantne, tada se proizvod tlaka plina i njegove zapremine ne mijenja, dakle:

Proces koji se odvija na konstantnoj temperaturi naziva se izotermni. Imajte na umu da ovaj jednostavan oblik Boyle-Mariotteovog zakona vrijedi samo ako masa plina ostane konstantna.

4. Zakon Gay-Lusaca. Sam Gay-Lussac zakon nema posebnu vrijednost u pripremama za ispite, pa ćemo dati samo njegove posljedice. Ako masa i pritisak plina ostanu konstantni, tada se omjer volumena plina i njegove apsolutne temperature ne mijenja, dakle:

Proces koji se odvija pri konstantnom pritisku naziva se izobaričan ili izobaričan. Imajte na umu da ovaj jednostavan oblik Gay-Lussacovog zakona vrijedi samo ako masa plina ostane konstantna. Ne zaboravite pretvoriti temperaturu iz stepeni Celzijusa u kelvine.

5. Charlesov zakon. Kao i Gay-Lussacov zakon, Charlesov zakon u svojoj tačnoj formulaciji za nas nije važan, pa ćemo dati samo njegovu posljedicu. Ako masa i zapremina gasa ostanu konstantne, onda se odnos pritiska gasa i njegove apsolutne temperature ne menja, dakle:

Proces koji se odvija pri konstantnoj zapremini naziva se izohoričan ili izohoričan. Imajte na umu da ovaj jednostavan oblik Charlesovog zakona vrijedi samo ako masa plina ostane ista. Ne zaboravite pretvoriti temperaturu iz stepeni Celzijusa u kelvine.

6. Univerzalni gasni zakon (Clapeyron). Pri konstantnoj masi gasa, odnos proizvoda njegovog pritiska i zapremine i temperature se ne menja, dakle:

Imajte na umu da masa mora ostati ista, i ne zaboravite kelvine.

Dakle, postoji nekoliko zakona o gasu. Navodimo znakove da trebate koristiti jedan od njih prilikom rješavanja problema:

1. Avogadrov zakon važi za sve probleme gde je reč o broju molekula.
2. Daltonov zakon se primjenjuje na sve probleme koji uključuju mješavinu plinova.
3. Čarlsov zakon se koristi u problemima gde zapremina gasa ostaje nepromenjena. Obično je to ili eksplicitno navedeno, ili problem sadrži riječi "gas u zatvorenoj posudi bez klipa".
4. Gay-Lussacov zakon se primjenjuje ako tlak plina ostane nepromijenjen. U zadacima potražite riječi "gas u posudi zatvorenoj pokretnim klipom" ili "gas u otvorenom sudu". Ponekad se o plovilu ništa ne govori, ali po stanju je jasno da komunicira sa atmosferom. Tada se pretpostavlja da atmosferski pritisak uvijek ostaje nepromijenjen (osim ako nije drugačije navedeno u uvjetu).
5. Boyle-Mariotteov zakon. Ovdje je najteže. Pa, ako problem kaže da je temperatura plina nepromijenjena. Malo je gore ako stanje sadrži riječ "polako". Na primjer, plin se polako komprimira ili polako širi. Još je gore ako se kaže da je plin zatvoren klipom koji provodi toplinu. Konačno, jako je loše ako se ništa ne govori o temperaturi, ali se iz stanja može pretpostaviti da se ona ne mijenja. Obično u ovom slučaju studenti primjenjuju Boyle-Mariotteov zakon iz beznađa.
6. Univerzalni zakon o gasu. Koristi se ako je masa gasa konstantna (npr. gas je u zatvorenoj posudi), ali pod uslovom je jasno da se svi ostali parametri (pritisak, zapremina, temperatura) menjaju. Općenito, umjesto univerzalnog zakona, često možete koristiti Clapeyron-Mendeleev jednadžbu, dobit ćete tačan odgovor, samo ćete u svakoj formuli napisati dva dodatna slova.

Grafički prikaz izoprocesa

U mnogim granama fizike, zavisnost veličina jedna od druge je prikladno prikazana grafički. Ovo pojednostavljuje razumijevanje odnosa između parametara koji se javljaju u procesnom sistemu. Ovaj pristup se vrlo često koristi u molekularnoj fizici. Glavni parametri koji opisuju stanje idealnog gasa su pritisak, zapremina i temperatura. Grafička metoda rješavanja problema sastoji se u prikazu odnosa ovih parametara u različitim plinskim koordinatama. Postoje tri glavne vrste gasnih koordinata: ( str; V), (str; T) i ( V; T). Imajte na umu da su ovo samo osnovne (najčešće vrste koordinata). Mašta autora zadataka i testova nije ograničena, tako da možete upoznati bilo koje druge koordinate. Dakle, oslikajmo glavne gasne procese u glavnim gasnim koordinatama.

Izobarski proces (p = const)

Izobarski proces je proces koji se odvija pri konstantnom pritisku i masi gasa. Kao što slijedi iz jednačine stanja idealnog plina, u ovom slučaju volumen se mijenja direktno proporcionalno temperaturi. Grafovi izobarnog procesa u koordinatama R–V; V–T i R–T imaju sljedeći oblik:

V–T koordinate su usmjerene tačno na ishodište, međutim, ovaj graf nikada ne može početi direktno od početka, jer se na vrlo niskim temperaturama plin pretvara u tekućinu i ovisnost zapremine se mijenja od temperature.

Izohorni proces (V = const)

Izohorni proces je proces zagrijavanja ili hlađenja plina pri konstantnoj zapremini i pod uvjetom da količina tvari u posudi ostane nepromijenjena. Kao što slijedi iz jednačine stanja idealnog gasa, pod ovim uslovima, pritisak gasa se menja direktno proporcionalno njegovoj apsolutnoj temperaturi. Grafovi izohornog procesa u koordinatama R–V; R–T i V–T imaju sljedeći oblik:

Imajte na umu da je nastavak grafa u str–T koordinate su usmjerene tačno na ishodište, međutim, ovaj graf nikada ne može početi direktno od početka, budući da se plin na vrlo niskim temperaturama pretvara u tekućinu.

Izotermni proces (T = const)

Izotermni proces je proces koji se odvija na konstantnoj temperaturi. Iz jednadžbe stanja idealnog plina slijedi da pri konstantnoj temperaturi i konstantnoj količini tvari u posudi proizvod tlaka plina i njegovog volumena mora ostati konstantan. Grafovi izotermnog procesa u koordinatama R–V; R–T i V–T imaju sljedeći oblik:

Imajte na umu da prilikom izvođenja zadataka na grafovima iz molekularne fizike ne potrebna je posebna preciznost u polaganju koordinata duž odgovarajućih osa (na primjer, tako da koordinate str 1 i str 2 gasni sistem sa dva stanja str(V) poklopilo se sa koordinatama str 1 i str 2 od ovih stanja u sistemu str(T). Prvo, to su različiti koordinatni sistemi u kojima se mogu birati različite skale, a drugo, ovo je nepotrebna matematička formalnost koja odvlači pažnju od glavne stvari - od analize fizičke situacije. Glavni zahtjev je da kvalitativni izgled grafikona bude ispravan.

Nenizoprocesi

U problemima ovog tipa, sva tri glavna parametra gasa se menjaju: pritisak, zapremina i temperatura. Samo masa gasa ostaje konstantna. Najjednostavniji slučaj je kada se problem rješava "na glavu" uz pomoć univerzalnog zakona o plinu. Malo je teže ako trebate pronaći jednadžbu procesa koja opisuje promjenu stanja plina, ili analizirati ponašanje parametara plina koristeći ovu jednačinu. Onda se moraš ovako ponašati. Zapišite ovu jednačinu procesa i univerzalni plinski zakon (ili Clapeyron-Mendelejevu jednačinu, što vam više odgovara) i dosljedno isključite nepotrebne količine iz njih.

Promjena količine ili mase tvari

Zapravo, u takvim zadacima nema ništa komplicirano. Potrebno je samo zapamtiti da zakoni o plinu nisu ispunjeni, jer u formulacijama bilo kojeg od njih piše "pri konstantnoj masi". Stoga se ponašamo jednostavno. Pišemo Clapeyron-Mendelejevu jednačinu za početno i konačno stanje gasa i rješavamo problem.

Pregrade ili klipovi

U problemima ovog tipa ponovo se primjenjuju plinski zakoni, pri čemu se moraju uzeti u obzir sljedeće napomene:

• Prvo, gas ne prolazi kroz pregradu, odnosno masa gasa u svakom delu posude ostaje nepromenjena, pa su tako za svaki deo posude ispunjeni gasni zakoni.
• Drugo, ako je pregrada neprovodna, onda kada se plin u jednom dijelu posude zagrije ili ohladi, temperatura plina u drugom dijelu će ostati nepromijenjena.
• Treće, ako je pregrada pokretna, tada su pritisci na obje strane iste u svakom određenom trenutku vremena (ali ovaj jednaki pritisak na obje strane može se mijenjati s vremenom).
• A onda pišemo zakone o plinu za svaki plin posebno i rješavamo problem.

Plinski zakoni i hidrostatika

Specifičnost zadataka je u tome što će u pritisku biti potrebno uzeti u obzir „utege“ povezane sa pritiskom kolone tečnosti. Koje su opcije ovdje:

• Posuda za gas je potopljena pod vodu. Pritisak u posudi će biti: str = str atm + ρgh, gdje: h- dubina uranjanja.
• Horizontalno cijev je zatvorena iz atmosfere kolonom žive (ili druge tekućine). Pritisak gasa u cevi je tačno jednak: str = str atm atmosferski, jer horizontalni stub žive ne vrši pritisak na gas.
• vertikalno plinska cijev je na vrhu zatvorena stupcem žive (ili druge tekućine). Pritisak gasa u cevi: str = str atm + ρgh, gdje: h je visina stuba žive.
• Vertikalna uska cijev s plinom okrenuta je otvorenim krajem prema dolje i zaključana stupcem žive (ili druge tekućine). Pritisak gasa u cevi: str = str bankomat - ρgh, gdje: h je visina stuba žive. Stavlja se znak "-", jer živa ne sabija, već rasteže gas. Često studenti pitaju zašto živa ne teče iz cijevi. Zaista, da je cijev široka, živa bi klizila niz zidove. I tako, pošto je cijev vrlo uska, površinski napon ne dozvoljava da se živa razbije u sredini i pusti zrak unutra, a pritisak plina unutar (manji od atmosferskog) sprečava da živa iscuri.

Nakon što ste uspjeli ispravno snimiti pritisak plina u cijevi, primijenite jedan od zakona o plinu (obično Boyle-Mariotte, jer je većina ovih procesa izotermna, ili univerzalni plinski zakon). Primijenite odabrani zakon za plin (nikako za tekućinu) i riješite problem.

Toplotno širenje tijela

Kako temperatura raste, intenzitet toplinskog kretanja čestica tvari se povećava. To dovodi do činjenice da se molekuli "aktivnije" međusobno odbijaju. Zbog toga se većina tijela povećava u veličini kada se zagrije. Nemojte praviti tipičnu grešku, sami atomi i molekuli se ne šire kada se zagreju. Povećavaju se samo prazni praznini između molekula. Toplotno širenje plinova opisano je Gay-Lussacovim zakonom. Toplotno širenje tekućina podliježe sljedećem zakonu:

gdje: V 0 je zapremina tečnosti na 0°C, V- na temperaturi t, γ je koeficijent volumetrijskog širenja tečnosti. Imajte na umu da sve temperature u ovoj temi moraju biti uzete u stepenima Celzijusa. Koeficijent volumetrijskog širenja ovisi o vrsti tekućine (i o temperaturi koja se u većini problema ne uzima u obzir). Imajte na umu da je brojčana vrijednost koeficijenta, izražena u 1 / ° C ili u 1 / K, ista, budući da je zagrijavanje tijela za 1 ° C isto kao i zagrijavanje tijela za 1 K (a ne za 274 K) .

Za čvrsti nastavci tijela koriste se tri formule koje opisuju promjenu linearnih dimenzija, površine i zapremine tijela:

gdje: l 0 , S 0 , V 0 - dužina, površina i zapremina tijela na 0 °C, α je koeficijent linearne ekspanzije tijela. Koeficijent linearne ekspanzije ovisi o vrsti tijela (i o temperaturi koja se u većini problema ne uzima u obzir) i mjeri se u 1/°C ili 1/K.

Naučite sve formule i zakone u fizici, te formule i metode u matematici. U stvari, i to je vrlo jednostavno učiniti, postoji samo oko 200 potrebnih formula u fizici, a još nešto manje u matematici. U svakom od ovih predmeta postoji desetak standardnih metoda za rješavanje problema osnovnog nivoa složenosti, koje se također mogu naučiti, te tako potpuno automatski i bez poteškoća riješiti veći dio digitalne transformacije u pravo vrijeme. Nakon toga ćete morati razmišljati samo o najtežim zadacima.

Pohađati sve tri faze probnog testiranja iz fizike i matematike. Svaki RT se može posjetiti dva puta kako bi se riješile obje opcije. Opet, na DT-u, osim sposobnosti brzog i efikasnog rješavanja problema, te poznavanja formula i metoda, potrebno je i znati pravilno planirati vrijeme, rasporediti snage i što je najvažnije ispravno popuniti formular za odgovore. , ne brkajući ni brojeve odgovora i zadataka, ni vlastito prezime. Takođe, tokom RT-a važno je da se naviknete na stil postavljanja pitanja u zadacima, što može izgledati vrlo neobično nespremnoj osobi na DT-u.

Uspješna, marljiva i odgovorna implementacija ove tri tačke omogućit će vam da na CT-u pokažete odličan rezultat, maksimum onoga za što ste sposobni.

Pronašli ste grešku?

Ako ste, kako vam se čini, pronašli grešku u materijalima za obuku, napišite o tome poštom. O grešci možete pisati i na društvenoj mreži (). U pismu navedite predmet (fizika ili matematika), naziv ili broj teme ili testa, broj zadatka ili mjesto u tekstu (stranici) na kojem je, po vašem mišljenju, došlo do greške. Također opišite koja je navodna greška. Vaše pismo neće proći nezapaženo, greška će biti ili ispravljena, ili će Vam biti objašnjeno zašto nije greška.

Svrha: ponavljanje osnovnih pojmova, zakona i formula molekularne fizike u skladu sa USE kodifikatorom

Elementi sadržaja testirani na USE 2012:
1.Osnovne odredbe IKT.
2. Modeli strukture gasova, tečnosti i čvrstih tela.
3. Idealni plinski model.
4. Osnovna jednadžba MKT idealnog plina.
5. Apsolutna temperatura kao mjera njene prosječne kinetičke energije
čestice.
6. Mendeljejev-Klapejronova jednačina.
7.Izoprocesi.
8. Međusobne transformacije tečnosti i gasova.
9. Zasićene i nezasićene pare. Vlažnost vazduha.
10. Promjena agregatnog stanja materije. topljenje i
otvrdnjavanje.
11. Termodinamika: unutrašnja energija, količina toplote, rad.
12. Prvi zakon termodinamike
13. Drugi zakon termodinamike.
14. Primjena prvog zakona termodinamike na izoprocese.
15. Efikasnost toplotnih motora.

Osnovne odredbe ICB-a

Molekularna kinetička teorija se zove
doktrina o strukturi i svojstvima materije zasnovana na
ideje o postojanju atoma i molekula kao
najmanjih čestica hemikalije.
Glavne odredbe ICT-a:
1. Sve supstance - tečne, čvrste i gasovite -
sastavljen od sićušnih čestica, molekula
koji su i sami sastavljeni od atoma.
2. Atomi i molekuli su u kontinuitetu
haotično kretanje.
3. Čestice međusobno djeluju silama,
koji imaju električnu prirodu (privlače se i
odbijaju se).

Atom. Molekul.

Atom je najmanji
deo hemikalije
element koji ima
njegova svojstva,
sposoban
nezavisni
postojanje.
molekula -
najmanja štala
čestica materije
sastavljen od atoma
jedan ili više
hemijski elementi,
očuvanje glavnog
Hemijska svojstva
ovu supstancu.

Masa molekula. Količina supstance.

Relativna molekularna (ili atomska)
masa supstance je odnos
mase
m0
M r tvari do 1/12
molekula (ili atoma) datog
1
masa atoma ugljika 12C.
m0C
Količina supstance je 12
broj molekula u
tijelo, ali izraženo u relativnim jedinicama.
Mol je količina supstance koja sadrži
onoliko čestica (molekula) koliko ima atoma
sadržano u 0,012 kg ugljika 12C.
23
1
Sredstva
bilo koji
sadržane supstance
N A 6v 110mol
krtica
isti broj čestica (molekula). Ovaj broj
naziva se Avogadrova konstanta NA.
Količina supstance jednaka je omjeru broja
molekula u datom tijelu na konstantu
Avogadro, tj.
N / A
na broj molekula u 1 molu supstance.
kg
3
m
MM
M
r10
m0 N A
Molarna masa supstance se naziva
masa
krtica
supstance uzete u količini od 1 mol.

Molekuli većine čvrstih materija
su u određenom redosledu.
Takve čvrste materije se nazivaju
kristalno.
Kretanja čestica su
fluktuacije oko ravnotežnih pozicija.
Ako povežemo centre pozicija
ravnoteža čestica, dakle
ispravna prostorna mreža,
zove se kristalno.
Udaljenosti između molekula su uporedive
sa veličinom molekula.
Glavna svojstva: zadržavaju oblik i
volumen. Monokristali su anizotropni.
Anizotropija je zavisnost fizičkog
svojstva iz pravca u kristalu.
l r0

Modeli strukture čvrstih tela, tečnosti i gasova

Udaljenosti između molekula
tečnosti uporedive veličine
molekula, pa je tečnost mala
smanjuje se.
Molekul tečnosti oscilira
blizu privremenog položaja
ravnoteže, sudarajući se s drugima
molekula iz najbližih
okruženje. S vremena na vrijeme ona
uspeva da skoči
nastaviti raditi
fluktuacije među ostalim susjedima.
Duž se dešavaju "skokovi" molekula
svim pravcima sa istim
frekvencija, što objašnjava
fluidnost tečnosti i šta ona
poprima oblik posude
l r0

Modeli strukture čvrstih tela, tečnosti i gasova

Udaljenost između molekula plina
mnogo veći od njih samih
molekula, pa se plin može komprimirati tako da
da će se njegov volumen smanjiti za nekoliko
jednom.
Molekule velike brzine
krećući se u prostoru između
sukobi. Tokom
sudari molekula se dramatično mijenjaju
brzina i pravac kretanja.
Molekuli se veoma slabo privlače
jedni prema drugima, tako da gasovi nemaju
sopstveni oblik i trajni
volumen.
l r0

Toplotno kretanje molekula

Nasumično haotično kretanje
molekula se naziva toplotnim
pokret. Dokaz
termičko kretanje je
Brownovo kretanje i difuzija.
Brownovo kretanje je termalno
kretanje sitnih čestica
suspendovan u tečnosti ili gasu,
nastaje pod udarom
molekuli životne sredine.
Difuzija je fenomen
penetracija dva ili više
materije u međusobnom kontaktu
prijatelju.
Brzina difuzije zavisi od
agregatno stanje materije i
tjelesnu temperaturu.

10. Interakcija čestica materije

Sile interakcije između molekula.
Na vrlo malim udaljenostima između molekula
moraju biti prisutne odbojne sile.
Na udaljenosti većoj od 2 - 3 prečnika
molekule djeluju privlačne sile.

11. Idealni plinski model

Idealan gas je teorijski model
plin, u kojem su dimenzije i
interakcije gasnih čestica i uzeti u obzir
samo njihovi elastični sudari.
U kinetičkom modelu idealnog gasa
molekuli se tretiraju kao idealni
elastične kuglice koje međusobno djeluju
sama i sa zidovima samo tokom elastične
sudara.
Pretpostavlja se ukupni volumen svih molekula
mali u odnosu na zapreminu posude,
u kojoj se nalazi gas.
U sudaru sa zidom posude, molekuli gasa
vršeći pritisak na nju.
Mikroskopski parametri: masa,
brzina, kinetička energija molekula.
Makroskopski parametri: pritisak,
zapremina, temperatura.

12. Osnovna jednadžba MKT plinova

Pritisak idealnog gasa je dve trećine
prosječna translaciona kinetička energija
kretanje molekula sadržanih u jedinici zapremine
gdje je n = N / V koncentracija molekula (tj. broj
molekula po jedinici zapremine posude)
Daltonov zakon: pritisak u smeši je hemijski
gasova koji nisu u interakciji jednak je njihovom zbiru
parcijalni pritisci
p = p1 + p2 + p3

13. Apsolutna temperatura

Temperatura karakteriše stepen zagrevanja tela.
Toplotna ravnoteža je stanje sistema
tijela u termičkom kontaktu, u kojima br
prenos toplote se dešava sa jednog tela na drugo, i
ostaju svi makroskopski parametri tela
nepromijenjen.
Temperatura je fizički parametar, isto
za sva tela u toplotnoj ravnoteži.
Temperatura se mjeri fizičkim
uređaji - termometri.
Postoji minimalna moguća temperatura na kojoj
koji zaustavlja haotično kretanje molekula.
Zove se apsolutna nula temperatura.
Kelvinova temperaturna skala naziva se apsolutna
temperaturna skala.
T t 273

14. Apsolutna temperatura

Prosječna kinetička energija haotičnog kretanja
molekula plina je direktno proporcionalna apsolutu
temperaturu.
3
EkT
2
2
p nE p nkT
3
k - Boltzmannova konstanta - povezuje temperaturu u
energetske jedinice sa temperaturom u kelvinima
Temperatura je mjera prosječne kinetičke energije
translatorno kretanje molekula.
Pri istim pritiscima i temperaturama, koncentracija
molekuli su isti za sve gasove.
Avogadrov zakon: u jednakim količinama gasova istovremeno
temperature i pritisci sadrže isti broj
molekule

15. Mendeljejev-Klapejronova jednačina

Jednačina stanja za idealni gas je odnos između
parametri idealnog gasa - pritisak, zapremina i
apsolutna temperatura koja određuje njegovo stanje.
pVRT
m
RT
M
R kN A 8.31
J
mol K
R je univerzalna plinska konstanta.
Avogadrov zakon: jedan mol bilo kog gasa u normalnim uslovima
zauzima isti volumen V0 jednak 0,0224 m3/mol.
Iz jednadžbe stanja slijedi odnos između pritiska,
zapreminu i temperaturu idealnog gasa
biti u bilo koja dva stanja.
Clapeyronova jednadžba
pV
pV
1 1
T1
2 2
T2
const .

16. Izoprocesi

Izoprocesi su procesi u kojima
jedan od parametara (p, V ili T) ostaje
nepromijenjen.
Izotermički proces (T = const) –
proces promjene stanja
termodinamički sistem, protočni
na konstantnoj temperaturi T.
Boyle-Mariotteov zakon: za dati gas
masa je proizvod pritiska gasa na njega
zapremina je konstantna ako temperatura gasa nije
se mijenja.
konst
pV const p
V
T3 > T2 > T1

17. Izoprocesi

Izohorični proces je proces promjene

konstantan volumen.
Charlesov zakon: za gas date mase
odnos pritiska i temperature je konstantan,
ako se jačina zvuka ne promijeni.
str
const p const T
T
V3 > V2 > V1

18. Izoprocesi

Izobarični proces je proces promjene
stanje termodinamičkog sistema na
konstantan pritisak.
Gay-Lussacov zakon: za gas date mase
odnos zapremine i temperature je konstantan ako
pritisak gasa se ne menja.
V
V V0 1 t
const V const T
T
Pri konstantnom pritisku, zapremina idealnog gasa
mijenja se linearno s temperaturom.
gde je V0 zapremina gasa na temperaturi od 0 °S.
α = 1/273,15 K–1 - temperaturni koeficijent zapremine
ekspanzija gasova.
p3 > p2 > p1

19. Međusobne transformacije tečnosti i gasova

Vaporizacija je prijenos materije iz
tečno stanje u gasovito stanje.
Kondenzacija je prijelaz tvari iz
gasovitog stanja u tečno.
Isparavanje je isparavanje
dolazi sa slobodne površine
tečnosti.
Sa stanovišta molekularne kinetike
teorije, isparavanje je proces u kojem
površina tečnosti najviše izleti
brzi molekuli, kinetička energija
koja prevazilazi energiju njihove veze sa
ostatak molekula tečnosti. To vodi
do smanjenja prosječne kinetičke energije
preostalih molekula, odnosno do hlađenja
tečnosti.
Ispušta se kondenzacija
malo toplote u okolinu
srijeda.

20. Međusobne transformacije tečnosti i gasova Zasićene i nezasićene pare

U zatvorenoj posudi tečnost i njena
para može biti u stanju
dinamička ravnoteža kada
broj molekula koji se emituju iz
tečnost, jednaka broju molekula,
vraćanje u tečnost
pare, odnosno kada je brzina procesa
isparavanje i kondenzacija
su isti.
Para u ravnoteži sa
njihova tečnost se zove
zasićen.
Pritisak zasićene pare p0
ove supstance zavisi od
njegova temperatura i ne zavisi od
volumen
Pritisak zasićene pare raste
ne samo kao rezultat povećanja
temperatura tečnosti, ali
zbog povećanog
koncentracija molekula pare.
p0 nkT

21. Međusobne transformacije tečnosti i gasova Vrenje

Vrenje je isparavanje
koji se javljaju u cijeloj tečnosti.
Tečnost počinje da ključa na
temperatura na kojoj
njegov pritisak zasićene pare
postaje jednak pritisku
tečnost od koje se sastoji
pritisak vazduha na površini
tečnosti (spoljni pritisak) i
hidrostatički pritisak u koloni
tečnosti.
Svaka tečnost ima svoju temperaturu
ključanja, što zavisi od pritiska
zasićena para. Što je pritisak manji
zasićena para, što je veća
tačka ključanja odgovarajućeg
tečnosti

22. Vlažnost

Vlažnost je količina vode u zraku
par.
Što je više vodene pare u datoj zapremini
vazduha, para je bliža zasićenju. Što više
temperatura vazduha, veća je količina vodene pare
potrebno za njegovo zasićenje.
Apsolutna vlažnost je gustina vodene pare
izraženo u kg/m3 ili njegov parcijalni pritisak - pritisak
vodenu paru koju bi proizvela ako bi svi ostali
gasovi su bili odsutni.
Relativna vlažnost je odnos
apsolutna vlažnost vazduha do gustine zasićene pare
na istoj temperaturi ili je to omjer parcijalnog
pritisak pare u vazduhu do pritiska zasićene pare pri tome
iste temperature.
str
100%;
100%
0
p0
Higrometri se koriste za određivanje vlažnosti vazduha:
kondenzacija i dlake; i psihrometar.

23. Promjena agregatnog stanja tvari: topljenje i kristalizacija

Topljenje je prijelaz tvari iz
čvrstog stanja u tečno.
očvršćavanje ili kristalizacija prelazak supstance iz tekućeg u
teško.
Temperatura na kojoj je supstanca
počinje da se topi zove se
temperatura topljenja.
Tokom topljenja njegove supstance
temperatura se ne menja, jer energija,
primljena supstancom se troši na
uništavanje kristalne rešetke. At
očvršćavanje formira kristal
rešetke, a energija se oslobađa i
temperatura supstance se ne menja.
Amorfna tijela nemaju specifičnost
temperatura topljenja.

24. Termodinamika

Termodinamika je teorija toplotnih procesa,
koji ne uzima u obzir molekularnu strukturu
tel.
Osnovni koncepti termodinamike:
Makroskopski sistem je sistem koji se sastoji od
od velikog broja čestica.
Zatvoreni sistem je sistem koji je izolovan od
bilo kakvih spoljnih uticaja.
Stanje ravnoteže je stanje
makroskopski sistem, u kojem
parametri koji karakterišu njegovo stanje,
ostaju nepromijenjeni u svim dijelovima sistema.
Proces u termodinamici naziva se
promena stanja organizma tokom vremena.

25. Unutrašnja energija

Unutrašnja energija tela je zbir
kinetičku energiju svih njegovih molekula i
potencijalna energija njihove interakcije.
Unutrašnja energija idealnog gasa
određena samo kinetičkom energijom
njegovo nestalno kretanje naprijed
molekule.
3 m
3
U
RT
UpV
2M
2
Unutrašnja energija idealnog monoatomskog
gas je direktno proporcionalan njegovoj temperaturi.
Unutrašnja energija se može promijeniti za dva
načini: obavljanje posla i
prijenos topline.

26. Prijenos topline

Prijenos topline je
spontani proces prenošenja
toplote koja se javlja između tela
sa različitim temperaturama.
Vrste prijenosa topline
Toplotna provodljivost
Konvekcija
Radijacija

27. Količina toplote

Količina toplote se naziva
kvantitativna mjera promjene
unutrašnja energija tela
izmjena topline (prijenos topline).

zagrijavanje tijela ili se njime izlučuje
na hlađenju:
s – specifični toplotni kapacitet –
prikazivanje fizičke veličine
koliko je toplote potrebno
za zagrijavanje 1 kg tvari za 1 0C.
Količina toplote koja se oslobađa tokom
potpuno sagorevanje goriva.
q – specifična toplota sagorevanja –

količina toplote koja se oslobađa kada
potpuno sagorevanje goriva težine 1 kg.
Q cm t2 t1
Qqm

28. Količina toplote

Količina topline potrebna za
topljenje kristalnog tijela ili
koje tijelo oslobađa tokom stvrdnjavanja.
λ – specifična toplota fuzije –
vrijednost koja pokazuje šta
potrebna količina toplote
obavijestiti kristalno tijelo
težine 1 kg, tako da na temperaturi
topljenjem ga potpuno pretvoriti u
tečno stanje.
Količina topline potrebna za
potpuna konverzija tečnosti
tvari u paru ili ih tijelo izlučuje
tokom kondenzacije.
r ili L - specifična toplota
isparavanje - vrijednost,
pokazujući koliko
toplina je potrebna da se preokrene
1 kg tečnosti u paru bez
promjene temperature.
Q m
Qrm; QLm

29. Rad u termodinamici

U termodinamici, za razliku od mehanike,
ne smatra se kretanjem tijela u cjelini,
već samo pokretni dijelovi
makroskopska tijela jedno u odnosu na drugo
prijatelju. Kao rezultat toga, volumen tijela se mijenja, i
njegova brzina ostaje nula.
Prilikom širenja plin stvara
pozitivan rad A" \u003d pΔV. Rad A,
vrše vanjska tijela nad gasom
razlikuje se od rada gasa A" samo u znaku: A
= - A".
Na grafikonu pritiska u odnosu na zapreminu
rad je definisan kao površina figure ispod
raspored.

30. Prvi zakon termodinamike

Prvi zakon termodinamike je zakon održanja i
konverzija energije za termodinamički sistem.
Promjena unutrašnje energije sistema tokom njegove tranzicije
iz jednog stanja u drugo jednako je zbiru rada
spoljne sile i količinu toplote koja se prenosi na sistem.
U A Q
Ako posao obavlja sistem, a ne vanjske sile:
Q U A
Količina toplote preneta sistemu ide na
promijeniti svoju unutrašnju energiju i da se posveti
sistem rada na eksternim organima.

31. Primjena prvog zakona termodinamike na različite procese

izobarni proces.
Količina toplote preneta sistemu,
Q U A
ide da promeni svoju unutrašnju energiju i
performanse po sistemu rada na eksternim
tijela.
Izohorični proces: V - const => A = 0
Promjena unutrašnje energije je
količina prenete toplote.
Izotermni proces: T - const => ΔU = 0
Sva toplota koja se prenosi na gas odlazi
za obavljanje posla.
Adijabatski proces: odvija se u sistemu,
sa kojom ne razmenjuje toplotu
okolna tijela, tj. Q=0
Promjena unutrašnje energije je
samo radeći posao.
U Q
Q A
U A

32. Drugi zakon termodinamike

Svi procesi se odvijaju spontano
jednom konkretnom pravcu. Oni su
nepovratan. Toplota se uvijek prenosi iz
toplo telo na hladno, i mehaničko
energija makroskopskih tela - u unutrašnje.
Smjer procesa u prirodi ukazuje
drugi zakon termodinamike.
R. Clausius (1822 - 1888): nemoguće
prenijeti toplinu sa hladnijeg sistema na
toplije u odsustvu drugih
istovremene promjene u oba sistema ili
u okolnim telima.

33. Efikasnost toplotnog motora

Toplotni motori su uređaji
pretvaranje unutrašnje energije
goriva do mehaničkih.
Radni fluid za sve AP je gas,
koji se dobija sagorevanjem goriva
količina toplote Q1, čini
rad A" pri proširenju. Dio
toplota Q2 se neizbežno prenosi
frižider, tj. je izgubljen.
Efikasnost
toplotni motor se zove
odnos obavljenog posla
motora, do količine toplote,
primljeno od grijača:
Carnotov idealan toplotni motor
idealan plin kao radni
tijelo ima maksimum moguće
efikasnost:
A Q1 Q2
A Q1 Q2
Q1
Q1
max
T1 T2
T1

34.

35.

1. termometar nije dizajniran za visoke temperature
i treba ga zamijeniti
2. termometar pokazuje više
temperaturu
3. termometar pokazuje nižu temperaturu
4.Termometar pokazuje izračunatu temperaturu

36.

1. 180C.
2. 190C
3. 210C.
4. 220C.

37.

T,K
350
300
0
t(min)
2
4
6
8
1. toplotni kapacitet vode raste s vremenom
2. Nakon 5 minuta, sva voda je isparila
3. na temperaturi od 350 K voda daje toliko toplote vazduhu,
koliko dobija od benzina
4. nakon 5 minuta voda počinje da ključa

38.

1. Voda se kreće iz
čvrstom stanju u
tečnost na 00C.
2. Voda ključa na 1000C.
3. Toplotni kapacitet vode
je jednako 4200 J/(kg 0C).
4. Što je duže potrebno da se zagrije
vode, to je veća
temperaturu.

39.

1. U položaju I, vrši se prijenos topline od tijela 1 do tijela 2.
2. U položaju II vrši se prenos toplote sa tela 1 na telo 2.
3. U bilo kom položaju, prenos toplote se vrši sa tela 2
na tijelo 1.
4. Prijenos topline se vrši samo u poziciji II.

40.

R
R
P
R
50
50
50
50
(AT)
40
40
(A)
(B)
30
(G)
40
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0
0
0
2
4
6
8
2
4
6
8
10
00
10
2
4
6
8
10
10
1) Grafikon A
V
V
V
2) Grafikon B
3) Prilog B
V
4) Raspored G.

41.

1. samo A
2. samo B
3. samo B
4. A, B i C

42.

E k
1
1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
1
2
3
4
0
T

43.

44.

1. A
2. B
3. In
4. G
P, kPa
ALI
B
2
AT
1
0
G
1
2
3
V,m

45.

1. jednaka prosječnoj kinetičkoj energiji molekula
tečnosti
2. Premašuje prosječnu kinetičku energiju
molekule tečnosti
3. manja od prosječne kinetičke energije molekula
tečnosti
4. jednak ukupnoj kinetičkoj energiji molekula
tečnosti

46.

1. Povećano 4 puta
2. Smanjeno za 2 puta
3. Povećano 2 puta
4. Nije se promijenilo
pV
const T
const p
T
V

47.

48.

1.
2.
3.
4.
200 K
400 K
600 K
1200 K
P, kPa
200
100
0
2
1
4
1
3
2
3
3 V, m
p4V4 p2V2
p2V2
200 3 200
T2
T4
1200K
T4
T2
p4V4
100 1

49.

1.
2.
3.
4.
smanjen za 3 puta
povećana za 3 puta
povećana 9 puta
nije se promijenilo
2
pnE
3

50.

1.
2.
3.
4.
izobarično zagrevanje
izohorno hlađenje
izotermna kompresija
izohorno zagrevanje

51.

1. snaga grijača
2. materija posude u kojoj se zagreva voda
3. Atmosferski pritisak
4. početna temperatura vode

3. kada je visoko, kao ovaj znoj

64.

1.
2.
3.
4.
samo u tečnom stanju
samo u čvrstom stanju
u tečnom i čvrstom stanju
i u tečnom i u gasovitom stanju

65.

KARAKTERISTIKE ISOPROCESA
TITLE
ISOPROCESS
A) Sva toplota preneta gasu odlazi na
obavljanje posla i unutrašnja energija gasa
ostaje nepromijenjena.
1) izotermni
B) Dolazi do promjene unutrašnje energije gasa
samo radeći posao, jer
nema razmene toplote sa okolnim telima.
2) izobarski
3) izohorni
4) adijabatski
ALI
B
1
4

66.

1
2
3

67.

1. Nakon stavljanja konzerve na vatru, voda u nju
zagrejan kroz tanki zid tegle od vrućeg
proizvodi sagorevanja gasa. Međutim, sa porastom temperature
voda je isparila i njen parni pritisak se povećao
tegle, koja je postepeno izbacivala vazduh iz nje.
Kada je voda proključala i skoro sva isparila, vazduh
unutar banke praktično nema. Pritisak
zasićene pare u tegli su u ovom slučaju postale jednake
spoljni atmosferski pritisak.
2. Kada se tegla skine sa vatre, poklopi se poklopcem i ohladi
hladna voda do skoro sobne temperature,
topla vodena para unutar tegle se ohladila i praktično
potpuno zgusnut na svojim zidovima, dajući
toplota kondenzacije prema van, hladna voda, zahvaljujući
proces provođenja toplote kroz zidove.

68.

1. U skladu sa Clapeyron–Mendeljejevskom jednačinom
2.
pritisak pare u posudi je naglo opao - prvo, zbog
smanjenje mase pare preostale u tegli, i drugo -
zbog pada temperature. Imajte na umu da je oštar
smanjenje pritiska u banci se može objasniti i na sledeći način: kada
snižavajući temperaturu na sobnu paru, kondenzuju se,
ostaju zasićeni, ali njihov pritisak postaje veliki
manji od pritiska zasićene pare vode na temperaturi
ključanje (oko 40 puta).
Pošto je na sobnoj temperaturi pritisak zasićen
vodena para je samo mali dio atmosfere
pritisak (ne više od 3-4%), tanka tegla nakon zalijevanja
voda će biti pod uticajem razlike ove velike
vanjski pritisak i nizak pritisak pare iznutra. Po ovome
Zbog toga će veliki pritisci stiskanja početi djelovati na teglu
sile koje će nastojati da spljošti teglu. Jednom
ove sile će premašiti graničnu vrijednost koja može biti
izdržati zidove limenke, tada će se spljoštiti i oštro
će se smanjiti u zapremini.

69.

Prema prvom
termodinamika količina toplote,
potrebno za otapanje leda, ΔQ1
= λm, gdje je λ specifična toplina
topljenje leda. ΔQ2 - sumirano
Toplina u džulu: ΔQ2 = ηPt. AT
prema datim uslovima
ΔQ1 = 66 kJ i ΔQ2 = 84 kJ, što znači da
∆Q1< ΔQ2, и поставленная задача
izvodljivo

70.

Prema prvom zakonu termodinamike, iznos
toplota Q, preneta na gas, ide da ga promeni
unutrašnja energija ΔU i rad koji ovaj gas izvrši
A, odnosno Q \u003d ΔU + A. Kada se plin zagrije,
njegovo izobarično širenje. U ovom procesu, rad koji obavlja gas
jednako A = pΔV , gdje je promjena zapremine gasa ΔV = Sl = πR2l.
Iz stanja ravnoteže klipa (vidi sliku) nalazimo
pritisak gasa: pS = p0S + Mgcosα, odakle
Mg cos
p p0
S
Tada je željena vrijednost jednaka
Mg cos
U Q R l p0
2
R
2

71.

1. Berkov, A.V. itd. Najpotpunije izdanje tipskih varijanti
stvarni zadaci USE 2010, Fizika [Tekst]: udžbenik za
diplomirani. cf. udžbenik institucije / A.V. Berkov, V.A. Pečurke. - OOO
"Izdavačka kuća Astrel", 2009. - 160 str.
2. Kasyanov, V.A. Fizika, 11. razred [Tekst]: udžbenik za
srednje škole / V.A. Kasyanov. - DOO "Drofa", 2004. -
116 str.
3. Myakishev, G.Ya. itd. fizika. 11. razred [Tekst]: udžbenik za
opšteobrazovne škole / udžbenik za opšte obrazovanje
škole G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev. - "Prosvjeta", 2009. - 166 str.
4. Otvorena fizika [tekst, slike]/ http://www.physics.ru
5. Priprema za ispit / http: //egephizika
6. Federalni zavod za pedagoška mjerenja. Kontrola
mjerni materijali (CMM) Fizika //[Elektronski izvor]//
http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
7. Fizika u školi. Fizika - 10. razred. Molekularna fizika.
Molekularno-kinetička teorija. crteži iz fizike/
http://gannalv.narod.ru/mkt/
8. Ova neverovatna fizika / http://sfiz.ru/page.php?id=39

Video kurs "Osvoji A" obuhvata sve teme neophodne za uspešno polaganje ispita iz matematike za 60-65 poena. U potpunosti svi zadaci 1-13 Profila USE iz matematike. Pogodan i za polaganje Osnovnog USE iz matematike. Ako želite da položite ispit sa 90-100 bodova, potrebno je da riješite prvi dio za 30 minuta i bez greške!

Pripremni kurs za ispit za 10-11 razred, kao i za nastavnike. Sve što vam je potrebno za rješavanje 1. dijela ispita iz matematike (prvih 12 zadataka) i 13. zadatka (trigonometrija). A to je više od 70 bodova na Jedinstvenom državnom ispitu, a bez njih ne može ni student sa sto bodova ni humanista.

Sva potrebna teorija. Brza rješenja, zamke i tajne ispita. Analizirani su svi relevantni zadaci 1. dijela iz zadataka Banke FIPI. Kurs je u potpunosti usklađen sa zahtjevima USE-2018.

Kurs sadrži 5 velikih tema, svaka po 2,5 sata. Svaka tema je data od nule, jednostavno i jasno.

Stotine ispitnih zadataka. Tekstovni problemi i teorija vjerovatnoće. Jednostavni i lako pamtljivi algoritmi za rješavanje problema. Geometrija. Teorija, referentni materijal, analiza svih tipova USE zadataka. Stereometrija. Lukavi trikovi za rješavanje, korisne varalice, razvoj prostorne mašte. Trigonometrija od nule - do zadatka 13. Razumijevanje umjesto nabijanja. Vizuelno objašnjenje složenih koncepata. Algebra. Korijeni, potencije i logaritmi, funkcija i derivacija. Osnova za rješavanje složenih zadataka 2. dijela ispita.

USE 2018. Fizika. Položiću ispit! Mehanika. Molekularna fizika. Tipični zadaci. Demidova M.Yu., Gribov V.A., Gigolo A.I.

M.: 2018 - 204 str.

Modularni kurs „Položiću ispit! Fizika“ kreirao je tim autora iz reda članova Savezne komisije za razvoj kontrolnih mjernih materijala za Jedinstveni državni ispit iz fizike. Sadrži priručnike "Tečaj samoobuke" i "Tipični zadaci". Kurs je osmišljen da pripremi učenike od 10. do 11. razreda za državnu završnu certifikaciju. Redoslijed nastave prikazan je u logici ispitnog rada iz fizike na bazi modularnog principa. Svaka lekcija je usmjerena na određeni rezultat i sadrži razvoj osnovnih teorijskih informacija i praktičnih vještina za ispunjavanje određenog zadatka ispitnog rada. U priručniku su predstavljeni tematski moduli, sastavljeni u skladu sa logikom ispitnog rada. Kurs je namijenjen nastavnicima, školarcima i njihovim roditeljima da provjere/samoprovjere ispunjenost zahtjeva obrazovnog standarda do nivoa pripremljenosti maturanata.

Format: pdf

veličina: 45 MB

Pogledajte, preuzmite: drive.google

SADRŽAJ
Predgovor 3
Lekcije 1-25. Mehanika

Lekcije 1-5. Kinematika
Referentni materijali 8
Zadaci za samostalan rad 12
Probni rad na temu "Kinematika" 29
Lekcije 6-10. Dynamics
Referentni materijali 33
Zadaci za samostalan rad 36
Provjera rada na temu "Dinamika" 58
Lekcije 11-15. Zakoni očuvanja u mehanici
Referentni materijali 62
Zadaci za samostalan rad 64
Provjera rada na temu "Zakoni očuvanja u mehanici" 88
Lekcije 16-20. Statika
Referentni materijali 91
Zadaci za samostalan rad 93
Probni rad na temu "Statika" 102
Lekcije 21-25. Mehaničke vibracije i talasi
Referentni materijali 104
Zadaci za samostalan rad 106
Provjera rada na temu "Mehaničke vibracije i valovi" 128
Lekcije 26-35. Molekularna fizika
Lekcije 26-30. Teorija molekularne kinetike
Referentni materijali 132
Zadaci za samostalan rad 137
Provjera rada na temu "Molekularno-kinetička teorija" 158
Lekcije 31-35. Termodinamika
Referentni materijali 163
Zadaci za samostalan rad 166
Provjera rada na temu "Termodinamika" 187
Odgovori na zadatke za samostalan rad 192

Referentni materijali sadrže osnovne teorijske informacije o temi. Uključuju sve elemente sadržaja USE kodifikatora u fizici, ali je svaki položaj kodifikatora detaljnije predstavljen: date su definicije svih pojmova, formulacije zakona itd. Prije početka rada na tematskom bloku, potrebno je proučiti ove referentne materijale, razumjeti sve elemente sadržaja koji su u njima navedeni na ovu temu. Ako nešto ostane nerazumljivo, potrebno je vratiti se na odgovarajući paragraf udžbenika, nakon što smo još jednom proučili potreban teorijski materijal.
Možete se pozivati ​​na referentne materijale kada ispunjavate zadatke za samostalan rad, a kada obavljate verifikaciju neke teme, pokušajte da se više ne pozivate na referentne materijale. U ovom trenutku, sve potrebne formule već se moraju zapamtiti i pouzdano primijeniti u rješavanju problema.
Zadaci za samostalni rad obuhvataju izbor zadataka za one redove KIM USE, u kojima se provjeravaju elementi sadržaja iz ove teme. Prvo je prikazan najdetaljniji izbor zadataka za linije osnovnog nivoa. Ovdje su zbirke označene za svaki element sadržaja, au okviru takve zbirke postoje najmanje dva zadatka za svaki od modela zadataka ispitnog rada.

Lekcije 1-5. Kinematika
REFERENTNI MATERIJALI
1.1.1. Mehaničko kretanje je promjena položaja tijela u prostoru u odnosu na druga tijela (ili promjena oblika tijela) tokom vremena.
Mehaničko kretanje, kao rezultat ove definicije, je relativno: kako se tijelo kreće ovisi o objektu u odnosu na koji se to kretanje razmatra. Primjer: kofer nepomično leži na polici vagona, ali se kreće u odnosu na Zemlju zajedno sa vozom.
Referentni okvir služi za kvantitativno opisivanje mehaničkog kretanja. Prema tome, zbog definicije mehaničkog kretanja, referentni okvir formiraju:
1) referentno telo (ne menja oblik);
2) koordinatni sistem čvrsto povezan sa referentnim tijelom;
3) sat (uređaj za merenje vremena), čvrsto povezan sa referentnim telom.
1.1.2. Materijalna tačka je najjednostavniji model realnog tijela, a to je geometrijska tačka sa kojom se povezuje masa tijela, njegovo naelektrisanje itd. Ovaj model je primjenjiv ako se dimenzije tijela u ovom zadatku mogu zanemariti. Dva najčešća primjera takvih zadataka su:
- put koji pređe tijelo je mnogo veći od veličine samog tijela (automobil je prešao 100 km brzinom od 50 km/h. Nađi vrijeme kretanja);
- slučaj translacionog kretanja krutog tijela (vidi dolje). U ovom slučaju se sve tačke tela kreću na isti način, pa je dovoljno proučiti kretanje jedne tačke tela.

Nastavljamo sa analizom zadataka iz prvog dijela ispita iz fizike, posvećenog temi "Molekularna fizika i termodinamika". Kao i obično, sva rješenja su opremljena detaljnim komentarima nastavnika fizike. Tu je i video analiza svih predloženih zadataka. Na kraju članka možete pronaći linkove za analize drugih zadataka sa ispita iz fizike.

Termodinamička ravnoteža se shvata kao stanje sistema u kojem se njegovi makroskopski parametri ne menjaju tokom vremena. Ovo stanje će se postići kada se temperature dušika i kisika u posudi izjednače. Svi ostali parametri će zavisiti od mase svakog od gasova i u opštem slučaju neće biti isti, čak ni kada se postigne termodinamička ravnoteža. Tačan odgovor: 1.

U izobaričnom procesu, volumen V i temperaturu T

Dakle, ovisnost V od T treba biti direktno proporcionalan, a ako se temperatura smanji, tada bi se trebao smanjiti i volumen. Grafikon 4 odgovara.

Efikasnost toplotnog motora određena je formulom:

Evo A- rad po ciklusu, Q 1 je količina topline koju radni fluid primi po ciklusu od grijača. Proračuni daju sljedeći rezultat: kJ.

11. U proučavanju izoprocesa korišćena je zatvorena posuda promenljive zapremine napunjena vazduhom i povezana sa manometrom. Volumen posude se polako povećava, održavajući pritisak zraka u njemu konstantnim. Kako se mijenja temperatura zraka u posudi i njegova gustina? Za svaku količinu odredite odgovarajuću prirodu njene promjene: 1) povećanje 2) smanjenje 3) neće se promijeniti U tabelu upišite odabrane brojeve za svaku fizičku veličinu. Brojevi u odgovoru se mogu ponoviti.

Proces je izobaričan. U izobaričnom procesu, volumen V i temperaturu T idealni gas povezani su relacijom:

Dakle, ovisnost V od T direktno proporcionalan, to jest, kako se volumen povećava, povećava se i temperatura.

Gustina tvari je povezana s masom m i volumen V omjer:

Dakle, pri konstantnoj masi m ovisnost ρ od V obrnuto proporcionalno, to jest, ako se volumen povećava, tada se gustoća smanjuje.

Tačan odgovor: 12.

12. Na slici je prikazan dijagram četiri uzastopne promjene stanja 2 mola idealnog plina. U kojem je procesu rad plina pozitivan i minimalan po veličini, a u kojem je rad vanjskih sila pozitivan i minimalan po veličini? Povežite ove procese sa brojevima procesa na dijagramu. Za svaku poziciju prve kolone odaberite odgovarajuću poziciju iz druge kolone i zapišite odabrane brojeve u tabeli ispod odgovarajućih slova.

Rad gasa je brojčano jednak površini ispod grafika gasnog procesa u koordinatama. U znaku je pozitivan u procesu koji se javlja povećanjem volumena, a negativan u suprotnom slučaju. Rad vanjskih sila je, pak, jednak po apsolutnoj vrijednosti i suprotan po predznaku radu gasa u istom procesu.

Odnosno, rad gasa je pozitivan u procesima 1 i 2. Istovremeno, u procesu 2 je manji nego u procesu 1, jer je površina žutog trapeza na slici manja od površine smeđi trapez:

Naprotiv, rad gasa je negativan u procesima 3 i 4, što znači da je u ovim procesima rad spoljnih sila pozitivan. Štaviše, u procesu 4 to je manje nego u procesu 3, jer je površina plavog trapeza na slici manja od površine crvenog trapeza:

Dakle, tačan odgovor je 42.

Ovo je bio posljednji zadatak na temu "Molekularna fizika i termodinamika" iz prvog dijela ispita iz fizike. Potražite analizu zadataka u mehanici.

Materijal pripremio Sergej Valerijevič