Klausur Molekularphysik. Grafische Darstellung von Isoprozessen. Änderung der Menge oder Masse eines Stoffes

Molekularkinetische Theorie bezeichnet die Lehre von der Struktur und den Eigenschaften der Materie, die auf der Vorstellung von der Existenz von Atomen und Molekülen als kleinsten Teilchen einer chemischen Substanz basiert. Die molekularkinetische Theorie basiert auf drei Hauptbestimmungen:

  • Alle Stoffe – flüssig, fest und gasförmig – werden aus kleinsten Teilchen gebildet – Moleküle, die selbst bestehen aus Atome("Elementarmoleküle"). Moleküle einer chemischen Substanz können einfach oder komplex sein und aus einem oder mehreren Atomen bestehen. Moleküle und Atome sind elektrisch neutrale Teilchen. Unter bestimmten Bedingungen können Moleküle und Atome eine zusätzliche elektrische Ladung annehmen und sich in positive oder negative Ionen (bzw. Anionen und Kationen) verwandeln.
  • Atome und Moleküle befinden sich in ständiger chaotischer Bewegung und Wechselwirkung, deren Geschwindigkeit von der Temperatur abhängt, und deren Art vom Aggregatzustand der Materie abhängt.
  • Teilchen interagieren miteinander durch Kräfte, die elektrischer Natur sind. Die gravitative Wechselwirkung zwischen Teilchen ist vernachlässigbar.

Atom- das kleinste chemisch unteilbare Teilchen eines Elements (ein Eisen-, Helium-, Sauerstoffatom). Molekül- das kleinste Teilchen einer Substanz, das seine chemischen Eigenschaften behält. Ein Molekül besteht aus einem oder mehreren Atomen (Wasser - H 2 O - 1 Sauerstoffatom und 2 Wasserstoffatome). Und er- ein Atom oder Molekül, in dem ein oder mehrere Elektronen überzählig sind (oder nicht genügend Elektronen vorhanden sind).

Moleküle sind extrem klein. Einfache einatomige Moleküle haben eine Größe in der Größenordnung von 10–10 m. Komplexe mehratomige Moleküle können hundert- und tausendmal größer sein.

Die zufällige zufällige Bewegung von Molekülen wird als thermische Bewegung bezeichnet. Die kinetische Energie der thermischen Bewegung nimmt mit steigender Temperatur zu. Bei niedrigen Temperaturen kondensieren Moleküle zu einer Flüssigkeit oder einem Feststoff. Mit steigender Temperatur wird die durchschnittliche kinetische Energie des Moleküls größer, die Moleküle fliegen auseinander und es entsteht ein gasförmiger Stoff.

In Festkörpern führen Moleküle zufällige Schwingungen um feste Zentren (Gleichgewichtspositionen) aus. Diese Zentren können unregelmäßig im Raum angeordnet sein (amorphe Körper) oder geordnete Volumenstrukturen bilden (kristalline Körper).

In Flüssigkeiten haben Moleküle eine viel größere Freiheit für thermische Bewegung. Sie sind nicht an bestimmte Zentren gebunden und können sich durch das gesamte Volumen der Flüssigkeit bewegen. Dies erklärt die Fließfähigkeit von Flüssigkeiten.

In Gasen sind die Abstände zwischen Molekülen normalerweise viel größer als ihre Größe. Die Wechselwirkungskräfte zwischen Molekülen in so großen Abständen sind gering, und jedes Molekül bewegt sich entlang einer geraden Linie bis zur nächsten Kollision mit einem anderen Molekül oder mit der Gefäßwand. Der durchschnittliche Abstand zwischen Luftmolekülen beträgt unter normalen Bedingungen etwa 10–8 m, also hundertmal größer als die Größe der Moleküle. Die schwache Wechselwirkung zwischen Molekülen erklärt die Fähigkeit von Gasen, sich auszudehnen und das gesamte Volumen des Gefäßes zu füllen. Im Grenzfall, wenn die Wechselwirkung gegen Null geht, kommen wir zum Konzept eines idealen Gases.

Ideales Gas ist ein Gas, dessen Moleküle außer bei elastischen Stoßvorgängen nicht miteinander wechselwirken und als materielle Punkte betrachtet werden.

In der molekularkinetischen Theorie wird die Menge eines Stoffes als proportional zur Anzahl der Teilchen angesehen. Die Mengeneinheit eines Stoffes nennt man Mol (Mol). Maulwurf- das ist die Menge einer Substanz, die die gleiche Anzahl von Teilchen (Molekülen) enthält, wie Atome in 0,012 kg Kohlenstoff 12 C enthalten sind. Ein Kohlenstoffmolekül besteht aus einem Atom. Somit enthält ein Mol einer beliebigen Substanz die gleiche Anzahl von Teilchen (Molekülen). Diese Nummer wird angerufen konstant Avogadro: N A \u003d 6,022 10 23 mol -1.

Die Avogadro-Konstante ist eine der wichtigsten Konstanten in der molekularkinetischen Theorie. Menge der Substanz definiert als das Verhältnis einer Zahl N Teilchen (Moleküle) der Materie zur Avogadro-Konstante N A, oder als Verhältnis von Masse zu Molmasse:

Die Masse eines Mols eines Stoffes nennt man Molmasse M. Die Molmasse ist gleich dem Produkt der Masse m 0 eines Moleküls einer bestimmten Substanz pro Avogadro-Konstante (d. h. die Anzahl der Teilchen in einem Mol). Die Molmasse wird in Kilogramm pro Mol (kg/mol) ausgedrückt. Für Stoffe, deren Moleküle aus einem Atom bestehen, wird häufig der Begriff Atommasse verwendet. Im Periodensystem wird die Molmasse in Gramm pro Mol angegeben. Somit haben wir eine andere Formel:

wo: M- Molmasse, N A ist Avogadros Zahl, m 0 ist die Masse eines Materieteilchens, N- die Anzahl der Partikel des Stoffes, die in der Masse des Stoffes enthalten sind m. Außerdem brauchen wir das Konzept Konzentration(Anzahl der Partikel pro Volumeneinheit):

Denken Sie auch daran, dass die Dichte, das Volumen und die Masse eines Körpers durch die folgende Formel zusammenhängen:

Handelt es sich um ein Stoffgemisch, spricht man von mittlerer Molmasse und mittlerer Dichte des Stoffes. Wie bei der Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit der ungleichmäßigen Bewegung werden diese Größen durch die Gesamtmassen der Mischung bestimmt:

Vergessen Sie nicht, dass die Gesamtmenge eines Stoffes immer gleich der Summe der Stoffmengen ist, die in der Mischung enthalten sind, und Sie müssen mit dem Volumen vorsichtig sein. Volumen der Gasmischung nicht ist gleich der Summe der Gasvolumina in der Mischung. 1 Kubikmeter Luft enthält also 1 Kubikmeter Sauerstoff, 1 Kubikmeter Stickstoff, 1 Kubikmeter Kohlendioxid usw. Bei festen und flüssigen Stoffen (sofern in der Bedingung nicht anders angegeben) kann davon ausgegangen werden, dass das Volumen der Mischung gleich der Summe der Volumina ihrer Bestandteile ist.

Die Grundgleichung der MKT eines idealen Gases

Während ihrer Bewegung kollidieren Gasmoleküle ständig miteinander. Aus diesem Grund ändern sich die Eigenschaften ihrer Bewegung. Wenn Sie also von Impulsen, Geschwindigkeiten und kinetischen Energien von Molekülen sprechen, meinen sie immer die Durchschnittswerte dieser Größen.

Die Anzahl der Kollisionen von Gasmolekülen unter normalen Bedingungen mit anderen Molekülen wird millionenfach pro Sekunde gemessen. Wenn wir die Größe und Wechselwirkung von Molekülen vernachlässigen (wie im idealen Gasmodell), dann können wir davon ausgehen, dass sich die Moleküle zwischen aufeinanderfolgenden Stößen gleichmäßig und geradlinig bewegen. Beim Anflug an die Wand des Gefäßes, in dem sich das Gas befindet, erfährt das Molekül natürlich auch eine Kollision mit der Wand. Als absolut elastische Kugelstöße gelten alle Stöße von Molekülen untereinander und mit den Gefäßwänden. Wenn ein Molekül mit einer Wand kollidiert, ändert sich der Impuls des Moleküls, was bedeutet, dass eine Kraft von der Seite der Wand auf das Molekül wirkt (denken Sie an das zweite Newtonsche Gesetz). Aber nach Newtons drittem Gesetz wirkt das Molekül mit genau der gleichen Kraft, die in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist, auf die Wand und übt Druck auf sie aus. Die Gesamtheit aller Stöße aller Moleküle auf die Gefäßwand führt zum Auftreten von Gasdruck. Gasdruck ist das Ergebnis von Kollisionen von Molekülen mit den Gefäßwänden. Wenn es keine Wand oder ein anderes Hindernis für Moleküle gibt, verliert das eigentliche Konzept des Drucks seine Bedeutung. Zum Beispiel ist es völlig unwissenschaftlich, in der Raummitte von Druck zu sprechen, weil dort die Moleküle nicht an die Wand drücken. Warum stellen wir dann, wenn wir dort ein Barometer aufstellen, überrascht fest, dass es eine Art Druck anzeigt? Korrekt! Denn das Barometer selbst ist die Wand, auf die die Moleküle drücken.

Da der Druck eine Folge des Aufpralls von Molekülen auf die Gefäßwand ist, ist es offensichtlich, dass sein Wert von den Eigenschaften der einzelnen Moleküle abhängen sollte (Sie erinnern sich natürlich, dass die Geschwindigkeiten aller Moleküle unterschiedlich sind). Diese Abhängigkeit kommt zum Ausdruck die Grundgleichung der molekularkinetischen Theorie eines idealen Gases:

wo: p- Gasdruck, n ist die Konzentration seiner Moleküle, m 0 - Masse eines Moleküls, v kv - Effektivgeschwindigkeit (beachten Sie, dass die Gleichung selbst das Quadrat der Effektivgeschwindigkeit ist). Die physikalische Bedeutung dieser Gleichung besteht darin, dass sie einen Zusammenhang zwischen den Eigenschaften des gesamten Gases als Ganzes (Druck) und den Parametern der Bewegung einzelner Moleküle herstellt, also den Zusammenhang zwischen Makro- und Mikrowelt.

Konsequenzen aus der grundlegenden MKT-Gleichung

Wie im vorherigen Absatz erwähnt, wird die Geschwindigkeit der thermischen Bewegung von Molekülen durch die Temperatur der Substanz bestimmt. Für ein ideales Gas wird diese Abhängigkeit durch einfache Formeln für ausgedrückt mittlere quadratische Geschwindigkeit Bewegung von Gasmolekülen:

wo: k= 1,38∙10 –23 J/K – Boltzmann-Konstante, T ist die absolute Temperatur. Reservieren Sie sich gleich, dass Sie im Folgenden bei allen Aufgaben bedenkenlos die Temperatur in Kelvin von Grad Celsius umrechnen müssen (außer bei Aufgaben zur Wärmebilanzgleichung). Gesetz der drei Konstanten:

wo: R\u003d 8,31 J / (mol ∙ K) - Universelle Gas Konstante. Die nächste wichtige Formel ist die Formel für durchschnittliche kinetische Energie der Translationsbewegung von Gasmolekülen:

Es stellt sich heraus, dass die durchschnittliche kinetische Energie der Translationsbewegung von Molekülen nur von der Temperatur abhängt und bei einer gegebenen Temperatur für alle Moleküle gleich ist. Und schließlich sind die wichtigsten und am häufigsten verwendeten Konsequenzen aus der MKT-Grundgleichung die folgenden Formeln:

Temperatur messung

Das Konzept der Temperatur ist eng mit dem Konzept des thermischen Gleichgewichts verbunden. Körper, die miteinander in Kontakt stehen, können Energie austauschen. Die Energie, die bei thermischem Kontakt von einem Körper auf einen anderen übertragen wird, wird als Wärmemenge bezeichnet.

Thermisches Gleichgewicht- Dies ist ein solcher Zustand eines Systems von Körpern in thermischem Kontakt, in dem keine Wärmeübertragung von einem Körper zum anderen stattfindet und alle makroskopischen Parameter der Körper unverändert bleiben. Temperatur ist eine physikalische Größe, die für alle Körper im thermischen Gleichgewicht gleich ist.

Zur Temperaturmessung werden physikalische Instrumente verwendet - Thermometer, bei denen der Temperaturwert anhand einer Änderung eines physikalischen Parameters beurteilt wird. Um ein Thermometer zu erstellen, müssen Sie eine thermometrische Substanz (z. B. Quecksilber, Alkohol) und eine thermometrische Größe auswählen, die die Eigenschaft der Substanz charakterisiert (z. B. die Länge einer Quecksilber- oder Alkoholsäule). Verschiedene Ausführungen von Thermometern nutzen verschiedene physikalische Eigenschaften einer Substanz (z. B. eine Änderung der linearen Abmessungen von Festkörpern oder eine Änderung des elektrischen Widerstands von Leitern bei Erwärmung).

Thermometer müssen kalibriert werden. Dazu werden sie in thermischen Kontakt mit Körpern gebracht, deren Temperaturen als gegeben gelten. Meistens werden einfache natürliche Systeme verwendet, bei denen die Temperatur trotz des Wärmeaustauschs mit der Umgebung unverändert bleibt - dies ist eine Mischung aus Eis und Wasser und eine Mischung aus Wasser und Dampf beim Kochen bei normalem Atmosphärendruck. Auf der Celsius-Temperaturskala wird dem Schmelzpunkt von Eis eine Temperatur von 0 ° C und dem Siedepunkt von Wasser eine Temperatur von 100 ° C zugeordnet. Die Längenänderung der Flüssigkeitssäule in den Kapillaren des Thermometers um ein Hundertstel der Länge zwischen den Markierungen 0°C und 100°C wird mit 1°C angenommen.

Der englische Physiker W. Kelvin (Thomson) schlug 1848 vor, den Nullpunkt des Gasdrucks zu verwenden, um eine neue Temperaturskala (die Kelvin-Skala) zu erstellen. Bei dieser Skala ist die Temperatureinheit dieselbe wie bei der Celsius-Skala, jedoch ist der Nullpunkt verschoben:

In diesem Fall entspricht eine Temperaturänderung von 1ºС einer Temperaturänderung von 1 K. Temperaturänderungen auf der Celsius- und der Kelvin-Skala sind gleich. Im SI-System heißt die Temperaturmesseinheit auf der Kelvin-Skala Kelvin und wird mit dem Buchstaben K bezeichnet. Zum Beispiel Raumtemperatur T C \u003d 20 ° C auf der Kelvin-Skala ist gleich T K = 293 K. Die Kelvin-Temperaturskala wird als absolute Temperaturskala bezeichnet. Es erweist sich als am bequemsten bei der Konstruktion physikalischer Theorien.

Die ideale Gaszustandsgleichung oder die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung

Zustandsgleichung für ein ideales Gas ist eine weitere Konsequenz der grundlegenden MKT-Gleichung und wird wie folgt geschrieben:

Diese Gleichung stellt eine Beziehung zwischen den Hauptparametern des Zustands eines idealen Gases her: Druck, Volumen, Stoffmenge und Temperatur. Es ist sehr wichtig, dass diese Parameter miteinander verbunden sind, eine Änderung an einem von ihnen führt unweigerlich zu einer Änderung an mindestens einem weiteren. Deshalb wird diese Gleichung Zustandsgleichung eines idealen Gases genannt. Es wurde zuerst von Clapeyron für einen Mol Gas entdeckt und später von Mendeleev auf den Fall einer größeren Anzahl von Molen verallgemeinert.

Wenn die Gastemperatur ist T n \u003d 273 K (0 ° C) und Druck p n \u003d 1 atm \u003d 1 10 5 Pa, dann sagen sie, dass das Gas an ist normale Bedingungen.

Gasgesetze

Das Lösen von Problemen zur Berechnung von Gasparametern wird erheblich vereinfacht, wenn Sie wissen, welches Gesetz und welche Formel anzuwenden sind. Betrachten wir also die grundlegenden Gasgesetze.

1. Gesetz von Avogadro. Ein Mol einer Substanz enthält die gleiche Anzahl von Strukturelementen, die der Avogadro-Zahl entspricht.

2. Daltons Gesetz. Der Druck eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Partialdrücke der in diesem Gemisch enthaltenen Gase:

Der Partialdruck eines Gases ist der Druck, den es erzeugen würde, wenn alle anderen Gase plötzlich aus dem Gemisch verschwinden würden. Beispielsweise ist der Luftdruck gleich der Summe der Partialdrücke von Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und anderen Verunreinigungen. In diesem Fall nimmt jedes der Gase in der Mischung das gesamte ihm bereitgestellte Volumen ein, das heißt, das Volumen jedes der Gase ist gleich dem Volumen der Mischung.

3. Gesetz von Boyle-Mariotte. Bleiben Masse und Temperatur des Gases konstant, so ändert sich das Produkt aus Gasdruck und Volumen nicht, also:

Ein Prozess, der bei konstanter Temperatur abläuft, wird als isotherm bezeichnet. Beachten Sie, dass diese einfache Form des Gesetzes von Boyle-Mariotte nur gilt, wenn die Masse des Gases konstant bleibt.

4. Gesetz von Gay-Lussac. Das Gay-Lussac-Gesetz selbst ist für die Vorbereitung auf Prüfungen nicht von besonderem Wert, daher werden wir nur eine Konsequenz davon geben. Bleiben Masse und Druck des Gases konstant, so ändert sich das Verhältnis des Volumens des Gases zu seiner absoluten Temperatur nicht, also:

Ein Prozess, der bei konstantem Druck abläuft, wird als isobar oder isobar bezeichnet. Beachten Sie, dass diese einfache Form des Gay-Lussac-Gesetzes nur gilt, wenn die Masse des Gases konstant bleibt. Vergessen Sie nicht, die Temperatur von Grad Celsius in Kelvin umzurechnen.

5. Karls Gesetz. Wie das Gesetz von Gay-Lussac ist auch das Gesetz von Charles in seiner genauen Formulierung für uns nicht wichtig, daher geben wir nur eine Konsequenz daraus. Bleiben Masse und Volumen eines Gases konstant, so ändert sich das Verhältnis des Gasdrucks zu seiner absoluten Temperatur nicht, also:

Ein Prozess, der bei konstantem Volumen abläuft, wird als isochor oder isochor bezeichnet. Beachten Sie, dass diese einfache Form des Charles-Gesetzes nur gilt, wenn die Masse des Gases gleich bleibt. Vergessen Sie nicht, die Temperatur von Grad Celsius in Kelvin umzurechnen.

6. Universelles Gasgesetz (Clapeyron). Bei konstanter Masse eines Gases ändert sich das Verhältnis des Produkts aus Druck und Volumen zur Temperatur nicht, daher:

Beachten Sie, dass die Masse gleich bleiben muss, und vergessen Sie nicht die Kelvin.

Es gibt also mehrere Gasgesetze. Wir listen die Zeichen auf, die Sie bei der Lösung eines Problems verwenden müssen:

  1. Das Gesetz von Avogadro gilt für alle Probleme, bei denen es um die Anzahl der Moleküle geht.
  2. Das Gesetz von Dalton gilt für alle Probleme, die ein Gasgemisch betreffen.
  3. Das Gesetz von Charles wird bei Problemen verwendet, bei denen das Gasvolumen unverändert bleibt. Normalerweise wird dies entweder explizit angegeben oder das Problem enthält die Worte "Gas in einem geschlossenen Gefäß ohne Kolben".
  4. Das Gesetz von Gay-Lussac gilt, wenn der Gasdruck unverändert bleibt. Suchen Sie in den Aufgaben nach den Wörtern „Gas in einem durch einen beweglichen Kolben verschlossenen Gefäß“ oder „Gas in einem offenen Gefäß“. Manchmal wird nichts über das Schiff gesagt, aber durch den Zustand ist klar, dass es mit der Atmosphäre kommuniziert. Dann wird davon ausgegangen, dass der atmosphärische Druck immer unverändert bleibt (sofern in der Bedingung nichts anderes angegeben ist).
  5. Boyle-Mariotte-Gesetz. Hier ist es am schwierigsten. Nun, wenn das Problem besagt, dass die Temperatur des Gases unverändert ist. Etwas schlimmer ist es, wenn die Bedingung das Wort „langsam“ enthält. Beispielsweise wird ein Gas langsam komprimiert oder langsam expandiert. Noch schlimmer ist es, wenn gesagt wird, dass das Gas durch einen wärmeleitenden Kolben verschlossen ist. Schließlich ist es sehr schlecht, wenn über die Temperatur nichts gesagt wird, aber vom Zustand her davon auszugehen ist, dass sie sich nicht ändert. Normalerweise wenden die Schüler in diesem Fall das Boyle-Mariotte-Gesetz aus Hoffnungslosigkeit an.
  6. Universelles Gasgesetz. Es wird verwendet, wenn die Masse des Gases konstant ist (z. B. wenn sich das Gas in einem geschlossenen Behälter befindet), aber durch die Bedingung klar ist, dass sich alle anderen Parameter (Druck, Volumen, Temperatur) ändern. Im Allgemeinen können Sie anstelle des universellen Gesetzes häufig die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung verwenden, Sie erhalten die richtige Antwort, nur schreiben Sie in jede Formel zwei zusätzliche Buchstaben.

Grafische Darstellung von Isoprozessen

In vielen Teilgebieten der Physik wird die Abhängigkeit von Größen voneinander bequem grafisch dargestellt. Dies vereinfacht das Verständnis der Beziehung zwischen den im Prozesssystem auftretenden Parametern. Dieser Ansatz wird sehr häufig in der Molekülphysik verwendet. Die Hauptparameter, die den Zustand eines idealen Gases beschreiben, sind Druck, Volumen und Temperatur. Die grafische Methode zur Lösung von Problemen besteht darin, die Beziehung dieser Parameter in verschiedenen Gaskoordinaten darzustellen. Es gibt drei Haupttypen von Gaskoordinaten: ( p; v), (p; T) und ( v; T). Beachten Sie, dass dies nur die grundlegenden (am häufigsten verwendeten Koordinatentypen) sind. Die Vorstellungskraft der Schreiber von Problemen und Tests ist nicht begrenzt, sodass Sie alle anderen Koordinaten treffen können. Lassen Sie uns also die Hauptgasprozesse in den Hauptgaskoordinaten darstellen.

Isobarer Prozess (p = const)

Ein isobarer Prozess ist ein Prozess, der bei konstantem Druck und konstanter Gasmasse abläuft. Wie aus der Zustandsgleichung für ein ideales Gas folgt, ändert sich in diesem Fall das Volumen direkt proportional zur Temperatur. Graphen des isobaren Prozesses in Koordinaten Rv; vT und RT haben folgende Form:

vT Koordinaten ist genau auf den Ursprung gerichtet, jedoch kann dieser Graph niemals direkt vom Ursprung ausgehen, da das Gas bei sehr tiefen Temperaturen flüssig wird und sich die Abhängigkeit des Volumens von der Temperatur ändert.

Isochorischer Prozess (V = const)

Ein isochorer Prozess ist ein Prozess des Erhitzens oder Abkühlens eines Gases bei konstantem Volumen und unter der Voraussetzung, dass die Stoffmenge im Behälter unverändert bleibt. Wie aus der Zustandsgleichung für ein ideales Gas folgt, ändert sich unter diesen Bedingungen der Druck eines Gases direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur. Diagramme des isochoren Prozesses in Koordinaten Rv; RT und vT haben folgende Form:

Beachten Sie, dass die Fortsetzung des Diagramms in pT Koordinaten ist genau auf den Ursprung gerichtet, jedoch kann dieser Graph niemals direkt vom Ursprung ausgehen, da das Gas bei sehr tiefen Temperaturen in eine Flüssigkeit übergeht.

Isothermer Prozess (T = const)

Ein isothermer Prozess ist ein Prozess, der bei einer konstanten Temperatur abläuft. Aus der Zustandsgleichung eines idealen Gases folgt, dass bei konstanter Temperatur und konstanter Stoffmenge im Gefäß das Produkt aus Gasdruck und dessen Volumen konstant bleiben sollte. Diagramme des isothermen Prozesses in Koordinaten Rv; RT und vT haben folgende Form:

Beachten Sie dies beim Ausführen von Aufgaben an Graphen in der Molekularphysik nicht Beim Verlegen der Koordinaten entlang der entsprechenden Achsen ist besondere Präzision erforderlich (z. B. damit die Koordinaten p 1 und p 2 Gassystem mit zwei Zuständen p(v) stimmte mit den Koordinaten überein p 1 und p 2 dieser Zustände im System p(T). Das sind erstens unterschiedliche Koordinatensysteme, in denen unterschiedliche Maßstäbe gewählt werden können, und zweitens eine unnötige mathematische Formalie, die von der Hauptsache ablenkt – von der Analyse der physikalischen Situation. Die Hauptanforderung ist, dass das qualitative Erscheinungsbild der Graphen korrekt ist.

Nichtisoprozesse

Bei Problemen dieser Art werden alle drei Hauptgasparameter geändert: Druck, Volumen und Temperatur. Nur die Masse des Gases bleibt konstant. Der einfachste Fall ist, wenn das Problem mit Hilfe des universellen Gasgesetzes "frontal" gelöst wird. Etwas schwieriger ist es, wenn Sie die Prozessgleichung finden müssen, die die Zustandsänderung des Gases beschreibt, oder das Verhalten von Gasparametern mit dieser Gleichung analysieren wollen. Dann musst du so vorgehen. Schreiben Sie diese Prozessgleichung und das universelle Gasgesetz (oder die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung, je nachdem, was für Sie bequemer ist) auf und schließen Sie unnötige Mengen konsequent aus.

Änderung der Menge oder Masse eines Stoffes

Tatsächlich gibt es bei solchen Aufgaben nichts Kompliziertes. Es muss nur daran erinnert werden, dass die Gasgesetze nicht erfüllt sind, da in den Formulierungen von ihnen „bei konstanter Masse“ geschrieben steht. Deshalb handeln wir einfach. Wir schreiben die Clapeyron-Mendelejew-Gleichung für den Anfangs- und Endzustand des Gases und lösen das Problem.

Leitbleche oder Kolben

Bei Problemen dieser Art werden wieder Gasgesetze angewendet, wobei folgende Bemerkungen zu beachten sind:

  • Erstens tritt das Gas nicht durch die Trennwand, das heißt, die Masse des Gases in jedem Teil des Behälters bleibt unverändert, und somit werden die Gasgesetze für jeden Teil des Behälters erfüllt.
  • Zweitens bleibt, wenn die Trennwand nichtleitend ist, die Temperatur des Gases im zweiten Teil unverändert, wenn das Gas in einem Teil des Gefäßes erwärmt oder gekühlt wird.
  • Drittens, wenn die Trennwand beweglich ist, dann sind die Drücke auf beiden Seiten davon zu jedem bestimmten Zeitpunkt gleich (aber dieser gleiche Druck auf beiden Seiten kann sich mit der Zeit ändern).
  • Und dann schreiben wir die Gasgesetze für jedes Gas separat und lösen das Problem.

Gasgesetze und Hydrostatik

Die Besonderheit der Aufgaben besteht darin, dass beim Druck die mit dem Druck der Flüssigkeitssäule verbundenen „Makeweights“ berücksichtigt werden müssen. Welche Möglichkeiten gibt es hier:

  • Ein Gasbehälter wird unter Wasser getaucht. Der Druck im Behälter beträgt: p = p Geldautomat + ρgh, wo: h- Eintauchtiefe.
  • Horizontal Das Rohr ist durch eine Quecksilbersäule (oder eine andere Flüssigkeit) von der Atmosphäre abgeschlossen. Der Druck des Gases in der Röhre ist genau gleich: p = p atm atmosphärisch, da die horizontale Quecksilbersäule keinen Druck auf das Gas ausübt.
  • vertikal Das Gasrohr ist oben mit einer Quecksilbersäule (oder einer anderen Flüssigkeit) verschlossen. Gasdruck im Rohr: p = p Geldautomat + ρgh, wo: h ist die Höhe der Quecksilbersäule.
  • Ein vertikales schmales Rohr mit Gas wird mit seinem offenen Ende nach unten gedreht und mit einer Quecksilbersäule (oder einer anderen Flüssigkeit) verschlossen. Gasdruck im Rohr: p = p Geldautomat - ρgh, wo: h ist die Höhe der Quecksilbersäule. Das „-“ Zeichen wird gesetzt, da Quecksilber das Gas nicht komprimiert, sondern dehnt. Oft fragen Schüler, warum Quecksilber nicht aus der Röhre fließt. In der Tat, wenn die Röhre breit wäre, würde das Quecksilber an den Wänden herunterrutschen. Da die Röhre sehr eng ist, verhindert die Oberflächenspannung, dass das Quecksilber in der Mitte bricht und Luft einlässt, und der Gasdruck im Inneren (weniger als atmosphärisch) verhindert, dass das Quecksilber herausfließt.

Wenn Sie den Druck des Gases in der Röhre korrekt aufgezeichnet haben, wenden Sie eines der Gasgesetze an (normalerweise Boyle-Mariotte, da die meisten dieser Prozesse isotherm sind, oder das universelle Gasgesetz). Wenden Sie das gewählte Gesetz für Gas (auf keinen Fall für Flüssigkeit) an und lösen Sie das Problem.

Thermische Ausdehnung von Körpern

Mit steigender Temperatur nimmt die Intensität der thermischen Bewegung der Stoffteilchen zu. Dies führt dazu, dass sich die Moleküle „aktiver“ abstoßen. Aus diesem Grund nehmen die meisten Körper beim Erhitzen an Größe zu. Machen Sie nicht den typischen Fehler, Atome und Moleküle selbst dehnen sich beim Erhitzen nicht aus. Nur leere Lücken zwischen Molekülen nehmen zu. Die thermische Ausdehnung von Gasen wird durch das Gay-Lussac-Gesetz beschrieben. Die Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten folgt folgendem Gesetz:

wo: v 0 ist das Flüssigkeitsvolumen bei 0°С, v- bei einer Temperatur t, γ ist der Volumenausdehnungskoeffizient der Flüssigkeit. Bitte beachten Sie, dass alle Temperaturen in diesem Thread in Grad Celsius angegeben werden müssen. Der Volumenausdehnungskoeffizient hängt von der Art der Flüssigkeit ab (und von der Temperatur, die bei den meisten Problemen nicht berücksichtigt wird). Bitte beachten Sie, dass der Zahlenwert des Koeffizienten, ausgedrückt in 1 / ° C oder in 1 / K, derselbe ist, da eine Erwärmung des Körpers um 1 ° C einer Erwärmung um 1 K (nicht 274 K) entspricht.

Für Festkörperverlängerungen Es werden drei Formeln verwendet, die die Änderung der Längenmaße, der Fläche und des Volumens des Körpers beschreiben:

wo: l 0 , S 0 , v 0 - beziehungsweise die Länge, Oberfläche und das Volumen des Körpers bei 0 ° C, α ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Körpers. Der Längenausdehnungskoeffizient ist abhängig von der Art des Körpers (und von der Temperatur, die bei den meisten Aufgaben nicht berücksichtigt wird) und wird in 1/°C oder 1/K gemessen.

  • Lernen Sie alle Formeln und Gesetze in der Physik und Formeln und Methoden in der Mathematik. Tatsächlich ist es auch sehr einfach, es gibt nur etwa 200 notwendige Formeln in der Physik und noch etwas weniger in der Mathematik. In jedem dieser Fächer gibt es etwa ein Dutzend Standardmethoden zur Lösung von Problemen einer grundlegenden Komplexitätsstufe, die auch erlernt werden können und so ganz automatisch und problemlos den größten Teil der digitalen Transformation zum richtigen Zeitpunkt lösen. Danach müssen Sie nur noch an die schwierigsten Aufgaben denken.
  • Nehmen Sie an allen drei Phasen der Probenprüfung in Physik und Mathematik teil. Jedes RT kann zweimal besucht werden, um beide Optionen zu lösen. Auch beim DT ist neben der Fähigkeit, Probleme schnell und effizient zu lösen, sowie dem Wissen um Formeln und Methoden, auch Zeit richtig einzuplanen, Kräfte zu verteilen und vor allem der Antwortbogen richtig auszufüllen , ohne die Anzahl der Antworten und Aufgaben oder Ihren eigenen Nachnamen zu verwechseln. Außerdem ist es während des RT wichtig, sich an den Stil zu gewöhnen, Fragen in Aufgaben zu stellen, was einer unvorbereiteten Person im DT sehr ungewöhnlich erscheinen kann.
  • Die erfolgreiche, sorgfältige und verantwortungsbewusste Umsetzung dieser drei Punkte ermöglicht es Ihnen, ein hervorragendes Ergebnis auf dem CT zu zeigen, das Maximum dessen, was Sie können.

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    Zweck: Wiederholung der grundlegenden Konzepte, Gesetze und Formeln der Molekularphysik gemäß dem USE-Kodifikator

    Auf der USE 2012 getestete Inhaltselemente:
    1. Grundlegende Bestimmungen der IKT.
    2. Modelle der Struktur von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern.
    3. Ideales Gasmodell.
    4. Die Grundgleichung der MKT eines idealen Gases.
    5. Absolute Temperatur als Maß für ihre durchschnittliche kinetische Energie
    Partikel.
    6. Mendeleev-Clapeyron-Gleichung.
    7. Isoprozesse.
    8. Wechselseitige Umwandlungen von Flüssigkeiten und Gasen.
    9. Gesättigte und ungesättigte Dämpfe. Luftfeuchtigkeit.
    10. Änderung des Aggregatzustands der Materie. schmelzen und
    Härten.
    11. Thermodynamik: Innere Energie, Wärmemenge, Arbeit.
    12. Erster Hauptsatz der Thermodynamik
    13. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.
    14. Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik auf Isoprozesse.
    15.Effizienz von Wärmekraftmaschinen.

    Grundlegende Bestimmungen der ICB

    Die molekularkinetische Theorie heißt
    die Lehre vom Aufbau und den Eigenschaften der Materie
    Vorstellungen über die Existenz von Atomen und Molekülen als
    kleinste Partikel einer Chemikalie.
    Die wichtigsten Bestimmungen der IKT:
    1. Alle Stoffe - flüssig, fest und gasförmig -
    bestehend aus winzigen Teilchen, Molekülen
    die wiederum aus Atomen bestehen.
    2. Atome und Moleküle sind kontinuierlich
    chaotische Bewegung.
    3. Teilchen interagieren durch Kräfte miteinander,
    mit elektrischer Natur (werden angezogen und
    werden abgestoßen).

    Atom. Molekül.

    Ein Atom ist das kleinste
    Teil der Chemikalie
    Element, das hat
    seine Eigenschaften,
    in der Lage
    unabhängig
    Existenz.
    Molekül -
    der kleinste Stall
    Teilchen der Materie
    besteht aus Atomen
    ein oder mehr
    chemische Elemente,
    Erhaltung der Hauptsache
    Chemische Eigenschaften
    diese Substanz.

    Masse von Molekülen. Die Substanzmenge.

    Relativ molekular (oder atomar)
    Die Masse eines Stoffes ist das Verhältnis
    Massen
    m0
    Mr-Substanzen auf 1/12
    Molekül (oder Atom) eines gegebenen
    1
    die Masse des Kohlenstoffatoms 12C.
    m0C
    Die Stoffmenge beträgt 12
    Anzahl der Moleküle drin
    Körper, aber in relativen Einheiten ausgedrückt.
    Ein Mol ist die Menge einer Substanz, die enthält
    so viele Teilchen (Moleküle) wie es Atome gibt
    enthalten in 0,012 kg Kohlenstoff 12C.
    23
    1
    Meint
    irgendein
    enthaltene Stoffe
    N EIN 6v 110mol
    Maulwurf
    die gleiche Anzahl von Teilchen (Molekülen). Diese Nummer
    heißt die Avogadro-Konstante NA.
    Die Stoffmenge ist gleich dem Verhältnis der Zahl
    Moleküle in einem bestimmten Körper auf eine Konstante
    Avogadro, d.h.
    N / A
    auf die Anzahl der Moleküle in 1 Mol einer Substanz.
    kg
    3
    m
    MM
    M
    r10
    m0 N A
    Die Molmasse eines Stoffes wird genannt
    Masse
    Maulwurf
    Substanz in einer Menge von 1 mol aufgenommen.

    Moleküle der meisten Festkörper
    sind in einer bestimmten Reihenfolge.
    Solche Festkörper werden genannt
    kristallin.
    Teilchenbewegungen sind
    Schwankungen um Gleichgewichtslagen.
    Wenn wir die Zentren der Positionen verbinden
    Teilchengleichgewicht also
    richtiges räumliches Raster,
    kristallin genannt.
    Die Abstände zwischen den Molekülen sind vergleichbar
    mit der Größe der Moleküle.
    Haupteigenschaften: behalten ihre Form und
    Volumen. Einkristalle sind anisotrop.
    Anisotropie ist die Abhängigkeit von physikalischen
    Eigenschaften aus der Richtung im Kristall.
    l r0

    Modelle der Struktur von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

    Abstände zwischen Molekülen
    Flüssigkeiten vergleichbarer Größe
    Moleküle, also ist die Flüssigkeit klein
    schrumpft.
    Das flüssige Molekül schwingt
    in der Nähe der provisorischen Position
    balancieren, mit anderen kollidieren
    Moleküle aus der Nähe
    Umgebung. Ab und zu sie
    schafft den Sprung
    weiter zu machen
    Schwankungen unter anderen Nachbarn.
    "Sprünge" von Molekülen treten auf
    alle Richtungen mit dem gleichen
    Frequenz, was erklärt
    die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit und was es ist
    hat die Form eines Gefäßes
    l r0

    Modelle der Struktur von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

    Abstand zwischen Gasmolekülen
    viel größer als sie selbst
    Moleküle, damit das Gas komprimiert werden kann
    dass sein Volumen um mehrere abnimmt
    einmal.
    Moleküle mit enormen Geschwindigkeiten
    sich im Zwischenraum bewegen
    Zusammenstöße. Zur Zeit
    Kollisionsmoleküle verändern sich dramatisch
    Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung.
    Moleküle werden sehr schwach angezogen
    zueinander, so dass die Gase nicht haben
    eigene Form und dauerhaft
    Volumen.
    l r0

    Thermische Bewegung von Molekülen

    Zufällige chaotische Bewegung
    Moleküle wird als thermisch bezeichnet
    Bewegung. Nachweisen
    thermische Bewegung ist
    Brownsche Bewegung und Diffusion.
    Die Brownsche Bewegung ist thermisch
    Bewegung winziger Teilchen
    suspendiert in einer Flüssigkeit oder einem Gas,
    unter Aufprall auftreten
    Umweltmoleküle.
    Diffusion ist das Phänomen
    Eindringen von zwei oder mehr
    Stoffe, die miteinander in Kontakt kommen
    Freund.
    Die Diffusionsrate hängt ab
    Aggregatzustand der Materie und
    Körpertemperatur.

    10. Wechselwirkung von Materieteilchen

    Wechselwirkungskräfte zwischen Molekülen.
    Bei sehr kleinen Abständen zwischen Molekülen
    Abstoßungskräfte müssen vorhanden sein.
    Bei Entfernungen von mehr als 2 - 3 Durchmessern
    Moleküle wirken Anziehungskräfte.

    11. Ideales Gasmodell

    Ein ideales Gas ist ein theoretisches Modell
    Gas, in dem die Abmessungen und
    Wechselwirkungen von Gasteilchen und berücksichtigen
    nur ihre elastischen Stöße.
    Im kinetischen Modell eines idealen Gases
    Moleküle werden als ideal behandelt
    elastische Bälle, die dazwischen interagieren
    selbst und mit den Wänden nur während elastisch
    Kollisionen.
    Es wird das Gesamtvolumen aller Moleküle angenommen
    klein im Vergleich zum Volumen des Gefäßes,
    in dem sich das Gas befindet.
    Kollision mit der Gefäßwand, Gasmoleküle
    Druck auf sie auszuüben.
    Mikroskopische Parameter: Masse,
    Geschwindigkeit, kinetische Energie von Molekülen.
    Makroskopische Parameter: Druck,
    Volumen, Temperatur.

    12. Grundgleichung von MKT-Gasen

    Der Druck eines idealen Gases beträgt zwei Drittel
    durchschnittliche kinetische Translationsenergie
    Bewegung von Molekülen, die in einer Volumeneinheit enthalten sind
    wobei n = N / V die Konzentration der Moleküle ist (d.h. die Anzahl
    Moleküle pro Volumeneinheit des Behälters)
    Daltonsches Gesetz: Der Druck in einem Gemisch ist chemisch
    nicht wechselwirkende Gase ist gleich ihrer Summe
    Partialdruck
    p = p1 + p2 + p3

    13. Absolute Temperatur

    Die Temperatur charakterisiert den Erwärmungsgrad des Körpers.
    Thermisches Gleichgewicht ist der Zustand des Systems
    Körper in thermischem Kontakt, in denen keine
    Wärmeübertragung erfolgt von einem Körper zum anderen, und
    alle makroskopischen Parameter der Körper bleiben erhalten
    unverändert.
    Temperatur ist eine physikalische Größe, die gleiche
    für alle Körper im thermischen Gleichgewicht.
    Die Temperatur wird physikalisch gemessen
    Geräte - Thermometer.
    Es gibt eine minimal mögliche Temperatur, bei der
    die die chaotische Bewegung der Moleküle stoppt.
    Sie wird als absolute Nulltemperatur bezeichnet.
    Die Kelvin-Temperaturskala wird als absolut bezeichnet
    Temperaturskala.
    T 273

    14. Absolute Temperatur

    Durchschnittliche kinetische Energie einer chaotischen Bewegung
    Gasmoleküle ist direkt proportional zum absoluten
    Temperatur.
    3
    EkT
    2
    2
    p nE p nkt
    3
    k - Boltzmann-Konstante - bezieht sich auf die Temperatur in
    Energieeinheiten mit Temperatur in Kelvin
    Die Temperatur ist ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie
    Translationsbewegung von Molekülen.
    Bei gleichen Drücken und Temperaturen nimmt die Konzentration ab
    Moleküle sind für alle Gase gleich.
    Avogadro-Gesetz: in gleichen Volumina von Gasen zur gleichen
    Temperaturen und Drücke enthalten die gleiche Zahl
    Moleküle

    15. Mendeleev-Clapeyron-Gleichung

    Die Zustandsgleichung für ein ideales Gas ist die Beziehung zwischen
    Parameter eines idealen Gases - Druck, Volumen und
    absolute Temperatur, die seinen Zustand bestimmt.
    pVRT
    m
    RT
    M
    RkN A 8,31
    J
    mol K
    R ist die universelle Gaskonstante.
    Avogadro-Gesetz: ein Mol eines beliebigen Gases unter normalen Bedingungen
    nimmt das gleiche Volumen V0 gleich 0,0224 m3/mol ein.
    Aus der Zustandsgleichung folgt der Zusammenhang zwischen Druck,
    Volumen und Temperatur eines idealen Gases
    in zwei beliebigen Zuständen sein.
    Clapeyrons Gleichung
    pV
    pV
    1 1
    T1
    2 2
    T2
    konstant .

    16. Isoprozesse

    Isoprozesse sind Prozesse, bei denen
    einer der Parameter (p, V oder T) bleibt bestehen
    unverändert.
    Isothermer Prozess (T = const) –
    Zustandsänderungsprozess
    thermodynamisches System, fließend
    bei konstanter Temperatur T.
    Boyle-Mariotte-Gesetz: für ein gegebenes Gas
    Masse ist das Produkt des Drucks eines Gases auf seine
    Das Volumen ist konstant, wenn die Temperatur des Gases es nicht ist
    verändert sich.
    konst
    pV const p
    v
    T3 > T2 > T1

    17. Isoprozesse

    Der isochore Prozess ist der Prozess der Veränderung

    konstantes Volumen.
    Das Gesetz von Charles: für ein Gas einer bestimmten Masse
    das Verhältnis von Druck zu Temperatur konstant ist,
    wenn sich die Lautstärke nicht ändert.
    p
    const p const T
    T
    V3 > V2 > V1

    18. Isoprozesse

    Der isobare Prozess ist der Prozess der Veränderung
    Zustand des thermodynamischen Systems bei
    konstanter Druck.
    Gesetz von Gay-Lussac: für ein Gas einer gegebenen Masse
    das Verhältnis von Volumen zu Temperatur konstant ist, wenn
    Gasdruck ändert sich nicht.
    v
    V V0 1 t
    konstant V konstant T
    T
    Bei konstantem Druck das Volumen eines idealen Gases
    ändert sich linear mit der Temperatur.
    wobei V0 das Gasvolumen bei einer Temperatur von 0 °С ist.
    α = 1/273,15 K–1 - Temperaturkoeffizient der volumetrischen
    Ausdehnung von Gasen.
    p3 > p2 > p1

    19. Wechselseitige Umwandlungen von Flüssigkeiten und Gasen

    Verdampfung ist die Übertragung von Materie aus
    flüssigen Zustand in gasförmigen Zustand.
    Kondensation ist der Übergang eines Stoffes aus
    gasförmiger bis flüssiger Zustand.
    Verdampfung ist Verdampfung
    von der freien Oberfläche kommen
    Flüssigkeiten.
    Aus molekularkinetischer Sicht
    Theorie ist die Verdunstung ein Prozess, bei dem
    die Oberfläche der Flüssigkeit fliegt am meisten heraus
    schnelle Moleküle, kinetische Energie
    die die Energie ihrer Verbindung mit übersteigt
    der Rest der flüssigen Moleküle. Es führt
    zu einer Abnahme der durchschnittlichen kinetischen Energie
    die verbleibenden Moleküle, d.h. zum Abkühlen
    Flüssigkeiten.
    Kondensat wird freigesetzt
    etwas Wärme an die Umgebung
    Mittwoch.

    20. Wechselseitige Umwandlungen von Flüssigkeiten und Gasen. Gesättigte und ungesättigte Dämpfe

    In einem geschlossenen Behälter eine Flüssigkeit und ihre
    Dampf kann in einem Zustand sein
    dynamisches Gleichgewicht, wenn
    die Anzahl der emittierten Moleküle
    Flüssigkeit, gleich der Anzahl der Moleküle,
    Rückkehr in die Flüssigkeit
    Dampf, d.h. wenn die Geschwindigkeit von Prozessen
    Verdunstung und Kondensation
    sind gleich.
    Dampf im Gleichgewicht mit
    ihre Flüssigkeit heißt
    gesättigt.
    Sättigungsdampfdruck p0
    von dieser Substanz abhängt
    seine Temperatur und hängt nicht davon ab
    Volumen
    Der gesättigte Dampfdruck steigt
    nicht nur durch eine Steigerung
    Flüssigkeitstemperatur, aber
    wegen erhöht
    Konzentration von Dampfmolekülen.
    p0 nkt

    21. Wechselseitige Umwandlungen von Flüssigkeiten und Gasen Sieden

    Kochen ist Verdampfen
    in der gesamten Flüssigkeit auftreten.
    Die Flüssigkeit beginnt an zu sieden
    die Temperatur, bei der
    sein Sättigungsdampfdruck
    gleich dem Druck wird
    Flüssigkeit, aus der besteht
    Luftdruck auf der Oberfläche
    Flüssigkeiten (Außendruck) und
    hydrostatischer Säulendruck
    Flüssigkeiten.
    Jede Flüssigkeit hat ihre eigene Temperatur
    Sieden, das vom Druck abhängt
    gesättigter Dampf. Je niedriger der Druck
    Sattdampf, desto höher
    Siedepunkt des entsprechenden
    Flüssigkeiten

    22. Feuchtigkeit

    Luftfeuchtigkeit ist die Menge an Wasser in der Luft
    Paar.
    Je mehr Wasserdampf sich in einem bestimmten Volumen befindet
    Luft, desto näher ist der Dampf an der Sättigung. Der höhere
    Lufttemperatur, desto größer ist die Menge an Wasserdampf
    erforderlich, um es zu sättigen.
    Absolute Feuchtigkeit ist die Dichte von Wasserdampf
    ausgedrückt in kg/m3 oder dessen Partialdruck - Druck
    Wasserdampf, den es erzeugen würde, wenn alle anderen
    Gase fehlten.
    Relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis
    absolute Luftfeuchtigkeit bis Sattdampfdichte
    bei gleicher Temperatur oder ist es das Verhältnis der Teil
    Dampfdruck in Luft zu gesättigtem Dampfdruck dabei
    gleiche Temperatur.
    p
    100%;
    100%
    0
    p0
    Hygrometer dienen zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit:
    Kondensation und Haare; und ein Psychrometer.

    23. Änderung des Aggregatzustands der Materie: Schmelzen und Kristallisation

    Schmelzen ist der Übergang eines Stoffes aus
    fester bis flüssiger Zustand.
    Erstarrung oder Kristallisation der Übergang eines Stoffes aus dem flüssigen Zustand in
    schwer.
    Die Temperatur, bei der die Substanz
    beginnt zu schmelzen heißt
    Schmelztemperatur.
    Beim Schmelzen seiner Substanz
    die Temperatur ändert sich nicht, weil Energie,
    erhalten durch die Substanz ausgegeben wird
    Zerstörung des Kristallgitters. Beim
    Erstarrung bildet ein kristallines
    Gitter, und Energie wird freigesetzt und
    die Temperatur der Substanz ändert sich nicht.
    Amorphe Körper haben keine spezifische
    Schmelztemperatur.

    24. Thermodynamik

    Thermodynamik ist die Theorie der thermischen Prozesse,
    die die Molekularstruktur nicht berücksichtigt
    Tel.
    Grundbegriffe der Thermodynamik:
    Ein makroskopisches System ist ein System bestehend aus
    aus einer großen Anzahl von Partikeln.
    Ein geschlossenes System ist ein isoliertes System
    irgendwelche äußeren Einflüsse.
    Der Gleichgewichtszustand ist der Zustand
    makroskopisches System, in dem
    Parameter, die seinen Zustand charakterisieren,
    bleiben in allen Teilen des Systems unverändert.
    Ein Prozess in der Thermodynamik heißt
    Veränderung des Körperzustandes im Laufe der Zeit.

    25. Innere Energie

    Die innere Energie eines Körpers ist die Summe
    die kinetische Energie aller seiner Moleküle und
    potentielle Energie ihrer Wechselwirkung.
    Innere Energie eines idealen Gases
    nur durch kinetische Energie bestimmt
    unberechenbare Vorwärtsbewegung von ihm
    Moleküle.
    3 m
    3
    U
    RT
    UpV
    2M
    2
    Die innere Energie eines idealen einatomigen
    Gas ist direkt proportional zu seiner Temperatur.
    Die innere Energie kann um zwei verändert werden
    Wege: Arbeit verrichten und
    Wärmeübertragung.

    26. Wärmeübertragung

    Wärmeübertragung ist
    spontaner Übertragungsprozess
    Wärme, die zwischen Körpern entsteht
    mit unterschiedlichen Temperaturen.
    Arten der Wärmeübertragung
    Wärmeleitfähigkeit
    Konvektion
    Strahlung

    27. Die Wärmemenge

    Die Wärmemenge wird genannt
    quantitatives Maß der Veränderung
    innere Energie des Körpers
    Wärmeaustausch (Wärmeübertragung).

    den Körper erhitzen oder von ihm ausscheiden
    beim Abkühlen:
    с – spezifische Wärmekapazität –
    physikalische Größe angezeigt
    wie viel Wärme benötigt wird
    zum Erhitzen von 1 kg eines Stoffes um 1 0 C.
    Die dabei freigesetzte Wärmemenge
    vollständige Verbrennung des Kraftstoffs.
    q – spezifische Verbrennungswärme –

    die Wärmemenge, die wann freigesetzt wird
    vollständige Verbrennung von Kraftstoff mit einem Gewicht von 1 kg.
    Q cm t2 t1
    Qqm

    28. Die Wärmemenge

    Die benötigte Wärmemenge z
    Schmelzen eines kristallinen Körpers oder
    wird vom Körper beim Aushärten freigesetzt.
    λ – spezifische Schmelzwärme –
    Wert zeigt was
    die benötigte Wärmemenge
    informieren den kristallinen Körper
    mit einem Gewicht von 1 kg, so dass bei einer Temperatur
    Schmelzen vollständig umwandeln
    flüssigen Zustand.
    Die benötigte Wärmemenge z
    vollständige Umwandlung der Flüssigkeit
    Substanzen verdampfen oder vom Körper ausgeschieden werden
    während der Kondensation.
    r oder L - spezifische Wärme
    Verdampfung - Wert,
    zeigen wie viele
    Wärme wird benötigt, um umzukehren
    1 kg Flüssigkeit in Dampf ohne
    Temperaturänderungen.
    Qm
    Qrm; QLm

    29. Arbeit in Thermodynamik

    In der Thermodynamik, anders als in der Mechanik,
    betrachtet nicht die Bewegung des Körpers als Ganzes,
    sondern nur bewegliche Teile
    makroskopische Körper relativ zueinander
    Freund. Dadurch ändert sich das Volumen des Körpers und
    seine Geschwindigkeit bleibt Null.
    Beim Expandieren macht das Gas
    positive Arbeit A" \u003d pΔV. Arbeit A,
    von externen Stellen über das Gas durchgeführt
    unterscheidet sich von der Arbeit des Gases A" nur im Zeichen: A
    = - A".
    Auf einem Diagramm von Druck gegen Volumen
    Arbeit ist definiert als der Bereich der Abbildung unten
    Plan.

    30. Erster Hauptsatz der Thermodynamik

    Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist das Erhaltungsgesetz und
    Energieumwandlung für ein thermodynamisches System.
    Die Änderung der inneren Energie des Systems während seines Übergangs
    von einem Staat zum anderen ist gleich der Summe der Arbeit
    äußere Kräfte und die auf das System übertragene Wärmemenge.
    U A Q
    Wenn die Arbeit vom System und nicht von externen Kräften erledigt wird:
    Q.U.A
    Die an das System übertragene Wärmemenge geht zu
    Veränderung in seiner inneren Energie und zu verpflichten
    System der Arbeit an externen Stellen.

    31. Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik auf verschiedene Prozesse

    isobaren Prozess.
    Die an das System übertragene Wärmemenge,
    Q.U.A
    geht, um seine innere Energie zu ändern und
    die Leistung vom System der Arbeit nach außen
    Körper.
    Isochorischer Prozess: V - const => A = 0
    Die Veränderung der inneren Energie ist
    die übertragene Wärmemenge.
    Isothermischer Prozess: T - const => ΔU = 0
    Die gesamte auf das Gas übertragene Wärme geht
    zum Arbeiten.
    Adiabatischer Prozess: läuft im System ab,
    die keine Wärme mit austauscht
    umgebende Körper, d.h. Q=0
    Die Veränderung der inneren Energie ist
    nur durch Arbeit.
    UQ
    Qualitätssicherung
    UA

    32. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik

    Alle Prozesse laufen spontan ab
    eine bestimmte Richtung. Sie sind
    irreversibel. Wärme wird immer von übertragen
    heißer Körper zu einem kalten und mechanisch
    die Energie makroskopischer Körper - ins Innere.
    Die Richtung der Prozesse in der Natur zeigt an
    Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik.
    R. Clausius (1822 - 1888): unmöglich
    Wärme von einem kälteren System zu übertragen
    heißer in Abwesenheit anderer
    gleichzeitige Änderungen in beiden Systemen oder
    in umgebenden Körpern.

    33. Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

    Wärmekraftmaschinen sind Geräte
    innere Energie umwandeln
    Kraftstoff zu mechanisch.
    Das Arbeitsmedium für alle APs ist Gas,
    das bei der Verbrennung von Kraftstoff gewonnen wird
    die Wärmemenge Q1, macht
    Arbeit A" beim Aufweiten. Teil
    Wärme Q2 wird zwangsläufig übertragen
    Kühlschrank, d.h. ist verloren.
    Effizienz
    Wärmekraftmaschine heißt
    das Verhältnis der geleisteten Arbeit
    Motor, auf die Wärmemenge,
    von der Heizung empfangen:
    Carnots ideale Wärmekraftmaschine
    ideales Gas als Arbeitsgas
    Körper hat das maximal Mögliche
    Effizienz:
    Ein Q1 Q2
    Ein Q1 Q2
    Q1
    Q1
    max
    T1 T2
    T1

    34.

    35.

    1. Das Thermometer ist nicht für hohe Temperaturen ausgelegt
    und muss ersetzt werden
    2. Thermometer zeigt höher an
    Temperatur
    3. Thermometer zeigt niedrigere Temperatur an
    4.Das Thermometer zeigt die berechnete Temperatur an

    36.

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

    37.

    T,K
    350
    300
    0
    t(min)
    2
    4
    6
    8
    1. Die Wärmekapazität von Wasser nimmt mit der Zeit zu
    2. Nach 5 Minuten ist das gesamte Wasser verdunstet
    3. bei einer Temperatur von 350 K gibt Wasser so viel Wärme an die Luft ab,
    wie viel bekommt er vom gas
    4. Nach 5 Minuten beginnt das Wasser zu kochen

    38.

    1. Wasser zieht ab
    Festkörper ein
    flüssig bei 0°C.
    2. Wasser kocht bei 1000C.
    3. Wärmekapazität von Wasser
    ist gleich 4200 J/(kg 0C).
    4. Je länger das Aufheizen dauert
    Wasser, desto höher
    Temperatur.

    39.

    1. In Stellung I erfolgt eine Wärmeübertragung von Körper 1 auf Körper 2.
    2. In Position II erfolgt eine Wärmeübertragung von Körper 1 auf Körper 2.
    3. In jeder Position erfolgt die Wärmeübertragung vom Körper 2
    zu Körper 1.
    4. Die Wärmeübertragung erfolgt nur in Position II.

    40.

    R
    R
    P
    R
    50
    50
    50
    50
    (BEIM)
    40
    40
    (EIN)
    (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) Diagramm A
    v
    v
    v
    2) Diagramm B
    3) Zeitplan B
    v
    4) Zeitplan G.

    41.

    1. nur A
    2. nur B
    3. nur B
    4. A, B und C

    42.

    Ek
    1
    1. 1
    2. 2
    3. 3
    4. 4
    1
    2
    3
    4
    0
    T

    43.

    44.

    1. A
    2.B
    3. Ein
    4.G
    P, kPa
    SONDERN
    B
    2
    BEIM
    1
    0
    G
    1
    2
    3
    V, m

    45.

    1. gleich der durchschnittlichen kinetischen Energie von Molekülen
    Flüssigkeiten
    2. Übertrifft die durchschnittliche kinetische Energie
    flüssige Moleküle
    3. weniger als die durchschnittliche kinetische Energie von Molekülen
    Flüssigkeiten
    4. gleich der gesamten kinetischen Energie der Moleküle
    Flüssigkeiten

    46.

    1. 4 mal erhöht
    2. Verringert um das 2-fache
    3. 2 mal erhöht
    4. Hat sich nicht geändert
    pV
    konstant T
    const p
    T
    v

    47.

    48.

    1.
    2.
    3.
    4.
    200K
    400K
    600K
    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
    1200.000
    T4
    T2
    p4V4
    100 1

    49.

    1.
    2.
    3.
    4.
    um das 3fache verringert
    um das 3fache erhöht
    9 mal erhöht
    hat sich nicht geändert
    2
    pnE
    3

    50.

    1.
    2.
    3.
    4.
    isobare Erwärmung
    isochore Abkühlung
    Isotherme Verdichtung
    isochore Erwärmung

    51.

    1. Heizleistung
    2. die Substanz des Gefäßes, in dem das Wasser erhitzt wird
    3. Atmosphärendruck
    4. Startwassertemperatur

    3. wenn hoch, wie dieser Schweiß

    64.

    1.
    2.
    3.
    4.
    nur im flüssigen Zustand
    nur im Festkörper
    sowohl im flüssigen als auch im festen Zustand
    sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Zustand

    65.

    MERKMALE DES ISOPROZESSES
    TITEL
    ISOPROZESS
    A) Die gesamte auf das Gas übertragene Wärme geht an
    Arbeit leisten, und die innere Energie des Gases
    bleibt unverändert.
    1) isotherm
    B) Es tritt eine Änderung der inneren Energie des Gases auf
    nur durch Arbeit, weil
    es findet kein Wärmeaustausch mit umgebenden Körpern statt.
    2) isobar
    3) isochor
    4) adiabat
    SONDERN
    B
    1
    4

    66.

    1
    2
    3

    67.

    1. Nachdem Sie die Dose in Brand gesetzt haben, das Wasser darin
    erhitzt durch die dünne Wand des Glases von heiß
    Gasverbrennungsprodukte. Allerdings mit steigender Temperatur
    Wasser verdunstete und sein Dampfdruck stieg
    Glas, wodurch nach und nach Luft herausgepresst wurde.
    Als das Wasser kochte und fast alles verdunstete, die Luft
    Es gibt praktisch keine innerhalb der Bank. Druck
    gesättigte Dämpfe im Glas wurden in diesem Fall gleich
    äußerer atmosphärischer Druck.
    2. Als das Glas vom Feuer genommen, mit einem Deckel abgedeckt und abgekühlt wurde
    kaltes Wasser bis fast Raumtemperatur,
    heißer Wasserdampf im Glas abgekühlt und praktisch
    vollständig an seinen Wänden kondensiert, gebend
    Kondensationswärme nach außen, kaltes Wasser, dank
    der Prozess der Wärmeleitung durch die Wände.

    68.

    1. Gemäß der Clapeyron-Mendeleev-Gleichung
    2.
    Der Dampfdruck im Glas fiel stark ab - erstens aufgrund von
    Reduzierung der Masse des im Gefäß verbleibenden Dampfes und zweitens -
    wegen des Temperaturabfalls. Beachten Sie, dass das scharfe
    der nachlassende druck in der bank lässt sich auch so erklären: wann
    Absenken der Temperatur auf Raumdampf kondensieren sie,
    gesättigt bleiben, aber ihr Druck wird viel
    kleiner als der Sättigungsdampfdruck von Wasser bei einer Temperatur
    kochen (ca. 40 mal).
    Da bei Raumtemperatur der Druck gesättigt ist
    Wasserdampf ist nur ein kleiner Bruchteil der Atmosphäre
    Druck (nicht mehr als 3–4%), ein dünnes Glas nach dem Gießen
    Wasser wird unter dem Einfluss der Differenz dieses großen sein
    Außendruck und niedriger Dampfdruck im Inneren. Dadurch
    Aus diesem Grund beginnen große Quetschdrücke auf das Gefäß zu wirken
    Kräfte, die versuchen werden, den Krug platt zu machen. Sobald
    diese Kräfte überschreiten den zulässigen Grenzwert
    den Wänden der Dose standhalten, dann wird es flach und scharf
    wird an Lautstärke abnehmen.

    69.

    Nach dem ersten
    Thermodynamik die Wärmemenge,
    erforderlich zum Schmelzen von Eis, ΔQ1
    = λm, wobei λ die spezifische Wärme ist
    schmelzendes Eis. ΔQ2 - summiert
    Joulesche Wärme: ΔQ2 = ηPt. BEIM
    nach den gegebenen Konditionen
    ΔQ1 = 66 kJ und ΔQ2 = 84 kJ, was bedeutet
    ∆Q1< ΔQ2, и поставленная задача
    machbar

    70.

    Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist die Menge
    Wärme Q, die auf das Gas übertragen wird, ändert es
    innere Energie ΔU und die von diesem Gas verrichtete Arbeit
    A, dh Q \u003d ΔU + A. Wenn das Gas erhitzt wird,
    seine isobare Expansion. Bei diesem Vorgang verrichtet das Gas Arbeit
    gleich A = pΔV , wobei die Gasvolumenänderung ΔV = Sl = πR2l ist.
    Aus dem Gleichgewichtszustand des Kolbens (siehe Abbildung) finden wir
    Gasdruck: pS = p0S + Mgcosα, woraus
    mg cos
    pp0
    S
    Dann ist der gewünschte Wert gleich
    mg cos
    U Q R l p0
    2
    R
    2

    71.

    1. Berkov, A.V. usw. Die vollständigste Ausgabe typischer Varianten
    reale Aufgaben USE 2010, Physik [Text]: Lehrbuch für
    Absolventen. vgl. Lehrbuch Institutionen / AV Berkov, V.A. Pilze. - GMBH
    "Verlag Astrel", 2009. - 160 S.
    2. Kasyanov, V.A. Physik, Klasse 11 [Text]: ein Lehrbuch für
    weiterführende Schulen / V.A. Kasjanow. - GmbH "Drofa", 2004. -
    116 S.
    3. Myakishev, G. Ya. usw. Physik. Klasse 11 [Text]: Lehrbuch für
    Allgemeinbildende Schulen / Lehrbuch für Allgemeinbildung
    Schulen G. Ya. Myakishev, B.B. Buchowzew. - "Aufklärung", 2009. - 166 S.
    4. Öffnen Sie Physik [Text, Abbildungen]/ http://www.physics.ru
    5. Vorbereitung auf die Prüfung / http: //egephizika
    6. Bundesinstitut für Pädagogische Messungen. Steuerung
    Messen von Materialien (CMM) Physik //[Elektronische Ressource]//
    http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
    7. Physik in der Schule. Physik - 10. Klasse. Molekulare Physik.
    Molekularkinetische Theorie. Physik Zeichnungen/
    http://gannalv.narod.ru/mkt/
    8. Diese erstaunliche Physik / http://sfiz.ru/page.php?id=39

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    Format: pdf

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    INHALT
    Vorwort 3
    Lektionen 1-25. Mechanik

    Lektionen 1-5. Kinematik
    Bezugsmaterialien 8
    Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten 12
    Testarbeit zum Thema "Kinematik" 29
    Lektionen 6-10. Dynamik
    Nachschlagewerke 33
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 36
    Verifikationsarbeiten zum Thema "Dynamik" 58
    Lektionen 11-15. Erhaltungssätze in der Mechanik
    Nachschlagewerke 62
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 64
    Verifikationsarbeiten zum Thema „Erhaltungssätze in der Mechanik“ 88
    Lektionen 16-20. Statik
    Nachschlagewerke 91
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 93
    Testarbeit zum Thema „Statik“ 102
    Lektionen 21-25. Mechanische Schwingungen und Wellen
    Nachschlagewerke 104
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 106
    Nachweisarbeiten zum Thema „Mechanische Schwingungen und Wellen“ 128
    Lektionen 26-35. Molekulare Physik
    Lektionen 26-30. Molekularkinetische Theorie
    Nachschlagewerke 132
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 137
    Verifikationsarbeiten zum Thema „Molekularkinetische Theorie“ 158
    Lektionen 31-35. Thermodynamik
    Nachschlagewerke 163
    Aufträge für selbstständiges Arbeiten 166
    Verifikationsarbeiten zum Thema „Thermodynamik“ 187
    Antworten auf Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten 192

    Referenzmaterialien enthalten grundlegende theoretische Informationen zum Thema. Sie enthalten alle Elemente des Inhalts des USE-Kodifikators in der Physik, aber jede Position des Kodifikators wird detaillierter dargestellt: Definitionen aller Konzepte, Formulierungen von Gesetzen usw. Vor Beginn der Arbeit am Themenblock ist es notwendig ist, diese Referenzmaterialien zu studieren, alle darin aufgeführten Inhaltselemente zu diesem Thema zu verstehen. Wenn etwas unverständlich bleibt, muss zum entsprechenden Absatz des Lehrbuchs zurückgekehrt werden, nachdem das erforderliche theoretische Material erneut studiert wurde.
    Sie können sich auf Referenzmaterialien beziehen, wenn Sie Aufgaben für unabhängige Arbeiten erledigen, und wenn Sie Überprüfungsarbeiten zu einem Thema durchführen, versuchen Sie, sich nicht mehr auf Referenzmaterialien zu beziehen. An dieser Stelle müssen bereits alle notwendigen Formeln gemerkt und bei der Problemlösung souverän angewendet werden.
    Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten beinhalten eine Auswahl von Aufgaben für diejenigen Linien des KIM USE, in denen inhaltliche Elemente aus diesem Themengebiet überprüft werden. Zunächst wird die detaillierteste Auswahl an Aufgaben für Linien der Grundstufe vorgestellt. Hier werden Sammlungen für jedes Inhaltselement hervorgehoben, und innerhalb einer solchen Sammlung gibt es mindestens zwei Aufgaben für jedes der Muster von Prüfungsaufgaben.

    Lektionen 1-5. Kinematik
    REFERENZMATERIALIEN
    1.1.1. Mechanische Bewegung ist eine Änderung der Position eines Körpers im Raum relativ zu anderen Körpern (oder eine Änderung der Form eines Körpers) im Laufe der Zeit.
    Aufgrund dieser Definition ist mechanische Bewegung relativ: Wie sich ein Körper bewegt, hängt von dem Objekt ab, in Bezug auf das diese Bewegung betrachtet wird. Beispiel: Ein Koffer liegt bewegungslos auf einem Waggonregal, bewegt sich aber zusammen mit dem Zug relativ zur Erde.
    Das Bezugssystem dient der quantitativen Beschreibung mechanischer Bewegungen. Daher wird aufgrund der Definition der mechanischen Bewegung das Bezugssystem gebildet durch:
    1) Referenzkörper (ändert seine Form nicht);
    2) ein starr mit dem Referenzkörper verbundenes Koordinatensystem;
    3) eine Uhr (ein Gerät zur Zeitmessung), die fest mit dem Bezugskörper verbunden ist.
    1.1.2. Ein materieller Punkt ist das einfachste Modell eines realen Körpers, das ist ein geometrischer Punkt, dem die Masse des Körpers, seine Ladung usw. zugeordnet sind.Dieses Modell ist anwendbar, wenn die Abmessungen des Körpers in diesem Problem vernachlässigt werden können. Die beiden häufigsten Beispiele für solche Aufgaben sind:
    - Die vom Körper zurückgelegte Strecke ist viel größer als die Größe des Körpers selbst (das Auto hat 100 km mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h zurückgelegt. Finden Sie die Zeit der Bewegung heraus);
    - der Fall einer translatorischen Bewegung eines starren Körpers (siehe unten). In diesem Fall bewegen sich alle Körperpunkte auf die gleiche Weise, sodass es ausreicht, die Bewegung eines Körperpunkts zu untersuchen.

    Wir analysieren weiterhin die Aufgaben aus dem ersten Teil der Klausur in Physik, die sich dem Thema "Molekularphysik und Thermodynamik" widmen. Alle Lösungen sind wie gewohnt mit ausführlichen Kommentaren eines Physiktutors versehen. Es gibt auch eine Videoanalyse aller vorgeschlagenen Aufgaben. Am Ende des Artikels finden Sie Links zu Auswertungen anderer Aufgaben aus der Prüfung in Physik.


    Unter thermodynamischem Gleichgewicht versteht man den Zustand eines Systems, in dem sich seine makroskopischen Parameter zeitlich nicht ändern. Dieser Zustand wird erreicht, wenn sich die Temperaturen von Stickstoff und Sauerstoff im Behälter angleichen. Alle anderen Parameter hängen von der Masse jedes der Gase ab und sind im allgemeinen nicht gleich, selbst wenn das thermodynamische Gleichgewicht erreicht ist. Richtige Antwort: 1.

    Bei einem isobaren Prozess das Volumen v und Temperatur T

    Also Sucht v aus T sollte direkt proportional sein, und wenn die Temperatur abnimmt, sollte auch das Volumen abnehmen. Grafik 4 passt.

    Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine wird durch die Formel bestimmt:

    Hier EIN- geleistete Arbeit pro Zyklus, Q 1 ist die Wärmemenge, die das Arbeitsmedium pro Zyklus von der Heizung aufnimmt. Berechnungen ergeben folgendes Ergebnis: kJ.

    11. Bei der Untersuchung von Isoprozessen wurde ein geschlossenes Gefäß mit variablem Volumen verwendet, das mit Luft gefüllt und mit einem Manometer verbunden war. Das Volumen des Gefäßes wird langsam vergrößert, wobei der Luftdruck darin konstant gehalten wird. Wie ändert sich die Temperatur der Luft im Gefäß und ihre Dichte? Bestimmen Sie für jede Menge die angemessene Art ihrer Änderung:

    1) erhöhen

    2) abnehmen

    3) ändert sich nicht

    Schreiben Sie die ausgewählten Zahlen für jede physikalische Größe in die Tabelle. Zahlen in der Antwort können wiederholt werden.

    Der Prozess ist isobar. Bei einem isobaren Prozess das Volumen v und Temperatur T ideales Gas sind durch die Beziehung verbunden:

    Also Sucht v aus T direkt proportional, d.h. mit steigendem Volumen steigt auch die Temperatur.

    Die Dichte eines Stoffes hängt mit der Masse zusammen m und Lautstärke v Verhältnis:

    Also bei konstanter Masse m Sucht ρ aus v umgekehrt proportional, dh wenn das Volumen zunimmt, nimmt die Dichte ab.

    Richtige Antwort: 12.

    12. Die Abbildung zeigt ein Diagramm von vier aufeinanderfolgenden Zustandsänderungen von 2 Mol eines idealen Gases. Bei welchem ​​Prozess ist die Arbeit des Gases positiv und minimal, und bei welchem ​​ist die Arbeit äußerer Kräfte positiv und minimal? Ordnen Sie diese Prozesse den Prozessnummern im Diagramm zu.
    Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die entsprechende Position aus der zweiten Spalte aus und notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben.

    Die Arbeit des Gases ist numerisch gleich der Fläche unter dem Diagramm des Gasprozesses in Koordinaten. Im Vorzeichen ist es positiv bei dem Vorgang, der bei einer Volumenzunahme auftritt, und negativ im umgekehrten Fall. Die Arbeit äußerer Kräfte ist ihrerseits im absoluten Wert gleich und hat entgegengesetztes Vorzeichen wie die Arbeit des Gases in demselben Vorgang.

    Das heißt, die Arbeit des Gases ist in den Prozessen 1 und 2 positiv. Gleichzeitig ist sie in Prozess 2 geringer als in Prozess 1, da die Fläche des gelben Trapezes in der Abbildung kleiner ist als die Fläche von Das braune Trapez:

    Dagegen ist die Arbeit des Gases bei den Prozessen 3 und 4 negativ, was bedeutet, dass bei diesen Prozessen die Arbeit äußerer Kräfte positiv ist. Außerdem ist es in Prozess 4 kleiner als in Prozess 3, da die Fläche des blauen Trapezes in der Abbildung kleiner ist als die Fläche des roten Trapezes:

    Die richtige Antwort ist also 42.

    Dies war die letzte Hausarbeit zum Thema „Molekularphysik und Thermodynamik“ aus dem ersten Teil der Physikprüfung. Suchen Sie nach einer Analyse von Aufgaben in der Mechanik.

    Material vorbereitet von Sergey Valerievich

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