Molekyylikineettinen teoria Sitä kutsutaan oppiksi aineen rakenteesta ja ominaisuuksista, joka perustuu ajatukseen atomien ja molekyylien olemassaolosta kemiallisen aineen pienimpinä hiukkasina. Molekyylikineettinen teoria perustuu kolmeen päämääräykseen:

• Kaikki aineet - nestemäiset, kiinteät ja kaasumaiset - muodostuvat pienimmistä hiukkasista - molekyylejä, jotka itse koostuvat atomeja("alkuainemolekyylit"). Kemiallisen aineen molekyylit voivat olla yksinkertaisia ​​tai monimutkaisia ​​ja koostua yhdestä tai useammasta atomista. Molekyylit ja atomit ovat sähköisesti neutraaleja hiukkasia. Tietyissä olosuhteissa molekyylit ja atomit voivat hankkia lisäsähkövarauksen ja muuttua positiivisiksi tai negatiivisiksi ioneiksi (vastaavasti anioneiksi ja kationeiksi).
• Atomit ja molekyylit ovat jatkuvassa kaoottisessa liikkeessä ja vuorovaikutuksessa, jonka nopeus riippuu lämpötilasta ja sen luonne riippuu aineen aggregaatiotilasta.
• Hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa luonteeltaan sähköisillä voimilla. Hiukkasten välinen gravitaatiovuorovaikutus on mitätön.

Atomi- alkuaineen pienin kemiallisesti jakamaton hiukkanen (rauta-, helium-, happiatomi). Molekyyli- aineen pienin hiukkanen, joka säilyttää kemialliset ominaisuutensa. Molekyyli koostuu yhdestä tai useammasta atomista (vesi - H 2 O - 1 happiatomi ja 2 vetyatomia). Ja hän- atomi tai molekyyli, jossa yksi tai useampi elektroni on ylimääräinen (tai elektroneja ei ole tarpeeksi).

Molekyylit ovat erittäin pieniä. Yksinkertaisten monoatomisten molekyylien koko on luokkaa 10-10 m. Monimutkaiset moniatomiset molekyylit voivat olla satoja ja tuhansia kertoja suurempia.

Molekyylien satunnaista liikettä kutsutaan lämpöliikkeeksi. Lämpöliikkeen kineettinen energia kasvaa lämpötilan noustessa. Alhaisissa lämpötiloissa molekyylit tiivistyvät nesteeksi tai kiinteäksi aineeksi. Lämpötilan noustessa molekyylin keskimääräinen kineettinen energia kasvaa, molekyylit lentävät erilleen ja muodostuu kaasumainen aine.

Kiinteissä aineissa molekyylit suorittavat satunnaisia ​​värähtelyjä kiinteiden keskusten (tasapainoasemien) ympärillä. Nämä keskukset voivat sijaita avaruudessa epäsäännöllisesti (amorfiset kappaleet) tai muodostaa järjestettyjä bulkkirakenteita (kiteisiä kappaleita).

Nesteissä molekyyleillä on paljon suurempi vapaus lämpöliikkeelle. Ne eivät ole sidottu tiettyihin keskuksiin ja voivat liikkua nesteen koko tilavuuden läpi. Tämä selittää nesteiden juoksevuuden.

Kaasuissa molekyylien väliset etäisyydet ovat yleensä paljon suurempia kuin niiden koko. Molekyylien väliset vuorovaikutusvoimat näin suurilla etäisyyksillä ovat pieniä, ja jokainen molekyyli liikkuu suoraa linjaa pitkin seuraavaan törmäykseen toisen molekyylin tai suonen seinämän kanssa. Ilmamolekyylien keskimääräinen etäisyys normaaliolosuhteissa on noin 10–8 m, eli satoja kertoja suurempi kuin molekyylien koko. Molekyylien heikko vuorovaikutus selittää kaasujen kyvyn laajentua ja täyttää astian koko tilavuuden. Rajassa, kun vuorovaikutus pyrkii nollaan, tulemme ideaalisen kaasun käsitteeseen.

Ihanteellinen kaasu on kaasu, jonka molekyylit eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, paitsi elastisen törmäyksen prosesseissa ja joita pidetään aineellisina pisteinä.

Molekyylikineettisessä teoriassa aineen määrän katsotaan olevan verrannollinen hiukkasten lukumäärään. Aineen määräyksikköä kutsutaan mooliksi (mooliksi). mooli- tämä on aineen määrä, joka sisältää saman määrän hiukkasia (molekyylejä) kuin on atomeja 0,012 kg:ssa hiiltä 12 C. Hiilimolekyyli koostuu yhdestä atomista. Siten yksi mooli mitä tahansa ainetta sisältää saman määrän hiukkasia (molekyylejä). Tätä numeroa kutsutaan jatkuva Avogadro: N A \u003d 6,022 10 23 mol -1.

Avogadro-vakio on yksi tärkeimmistä vakioista molekyylikineettisessä teoriassa. Aineen määrä määritellään luvun suhteeksi N aineen hiukkaset (molekyylit) Avogadro-vakioon N A tai massan ja moolimassan suhteena:

Aineen yhden moolin massaa kutsutaan moolimassaksi M. Moolimassa on yhtä suuri kuin massan tulo m 0 tietyn aineen yhdestä molekyylistä Avogadron vakiota kohden (eli hiukkasten lukumäärä yhdessä moolissa). Moolimassa ilmaistaan ​​kilogrammoina per mooli (kg/mol). Aineille, joiden molekyylit koostuvat yhdestä atomista, käytetään usein termiä atomimassa. Jaksotaulukossa moolimassa ilmoitetaan grammoina per mooli. Joten meillä on toinen kaava:

missä: M- moolimassa, N A on Avogadron numero, m 0 on yhden ainehiukkasen massa, N- aineen massan sisältämien aineen hiukkasten lukumäärä m. Lisäksi tarvitsemme konseptin keskittyminen(hiukkasten määrä tilavuusyksikköä kohti):

Muista myös, että kappaleen tiheys, tilavuus ja massa liittyvät toisiinsa seuraavalla kaavalla:

Jos ongelma koskee aineiden seosta, ne puhuvat aineen keskimääräisestä moolimassasta ja keskimääräisestä tiheydestä. Kuten epätasaisen liikkeen keskimääräistä nopeutta laskettaessa, nämä määrät määritetään seoksen kokonaismassan perusteella:

Älä unohda, että aineen kokonaismäärä on aina yhtä suuri kuin seoksen sisältämien aineiden määrien summa, ja sinun on oltava varovainen tilavuuden kanssa. Kaasuseoksen tilavuus ei on yhtä suuri kuin seoksen kaasutilavuuksien summa. Joten 1 kuutiometri ilmaa sisältää 1 kuutiometrin happea, 1 kuutiometriä typpeä, 1 kuutiometriä hiilidioksidia jne. Kiinteille aineille ja nesteille (ellei ehdossa toisin mainita) voidaan olettaa, että seoksen tilavuus on yhtä suuri kuin sen osien tilavuuksien summa.

Ihanteellisen kaasun MKT:n perusyhtälö

Liikkuessaan kaasumolekyylit törmäävät jatkuvasti toisiinsa. Tästä johtuen niiden liikkeen ominaisuudet muuttuvat, joten momenteista, nopeuksista, molekyylien kineettisistä energioista puhuttaessa ne tarkoittavat aina näiden määrien keskiarvoja.

Kaasumolekyylien törmäysten lukumäärä normaaleissa olosuhteissa muiden molekyylien kanssa mitataan miljoonia kertoja sekunnissa. Jos jätämme huomiotta molekyylien koon ja vuorovaikutuksen (kuten ideaalikaasumallissa), voidaan olettaa, että peräkkäisten törmäysten välillä molekyylit liikkuvat tasaisesti ja suoraviivaisesti. Luonnollisesti molekyyli kokee myös törmäyksen seinään lentäessään astian seinämään, jossa kaasu sijaitsee. Kaikkia molekyylien törmäyksiä keskenään ja suonen seinien kanssa pidetään ehdottoman elastisina pallojen törmäyksinä. Kun molekyyli törmää seinään, molekyylin liikemäärä muuttuu, mikä tarkoittaa, että molekyyliin vaikuttaa seinän puolelta voima (muistakaa Newtonin toinen laki). Mutta Newtonin kolmannen lain mukaan, täsmälleen samalla voimalla, joka on suunnattu vastakkaiseen suuntaan, molekyyli vaikuttaa seinään ja kohdistaa siihen painetta. Kaikkien molekyylien kaikkien vaikutusten kokonaisuus suonen seinämään johtaa kaasunpaineen ilmaantumiseen. Kaasunpaine on seurausta molekyylien törmäyksistä astian seinien kanssa. Jos molekyyleille ei ole seinää tai muuta estettä, niin itse paineen käsite menettää merkityksensä. Esimerkiksi on täysin epätieteellistä puhua paineesta huoneen keskellä, koska siellä molekyylit eivät paina seinää. Miksi sitten, kun asetamme barometrin sinne, olemme yllättyneitä havaitessamme, että se näyttää jonkinlaista painetta? oikein! Koska barometri itsessään on se seinä, jota molekyylit painavat.

Koska paine on seurausta molekyylien osumisesta suonen seinämään, on selvää, että sen arvon tulisi riippua yksittäisten molekyylien ominaisuuksista (keskimääräiset ominaisuudet tietysti muistat, että kaikkien molekyylien nopeudet ovat erilaisia). Tämä riippuvuus ilmaistaan ihanteellisen kaasun molekyylikineettisen teorian perusyhtälö:

missä: p- kaasun paine, n on sen molekyylien pitoisuus, m 0 - yhden molekyylin massa, v kv - rms-nopeus (huomaa, että yhtälö itsessään on rms-nopeuden neliö). Tämän yhtälön fysikaalinen merkitys on, että se muodostaa yhteyden koko kaasun ominaisuuksien kokonaisuutena (paineen) ja yksittäisten molekyylien liikeparametrien välille, eli makro- ja mikromaailman välisen yhteyden.

MKT:n perusyhtälön seuraukset

Kuten edellisessä kappaleessa todettiin, molekyylien lämpöliikkeen nopeus määräytyy aineen lämpötilan mukaan. Ihanteelliselle kaasulle tämä riippuvuus ilmaistaan ​​yksinkertaisilla kaavoilla keskimääräinen neliönopeus Kaasumolekyylien liike:

missä: k= 1,38∙10 –23 J/K – Boltzmannin vakio, T on absoluuttinen lämpötila. Tee heti varaus, että edelleen kaikissa tehtävissä sinun tulee epäröimättä muuntaa lämpötila kelvineiksi Celsius-asteista (paitsi lämpötasapainoyhtälön tehtävät). Kolmen vakion laki:

missä: R\u003d 8,31 J / (mol ∙ K) - yleinen kaasuvakio. Seuraava tärkeä kaava on kaava Kaasumolekyylien translaatioliikkeen keskimääräinen kineettinen energia:

Osoittautuu, että molekyylien translaatioliikkeen keskimääräinen kineettinen energia riippuu vain lämpötilasta ja on sama tietyssä lämpötilassa kaikille molekyyleille. Ja lopuksi tärkeimmät ja useimmin käytetyt MKT-yhtälön seuraukset ovat seuraavat kaavat:

Lämpötilan mittaus

Lämpötilan käsite liittyy läheisesti termisen tasapainon käsitteeseen. Toistensa kanssa kosketuksissa olevat kehot voivat vaihtaa energiaa. Lämpökontaktin aikana kehosta toiseen siirtyvää energiaa kutsutaan lämmön määräksi.

Terminen tasapaino- tämä on sellainen lämpökosketuksessa olevien kappaleiden järjestelmän tila, jossa lämpöä ei siirry kappaleesta toiseen ja kaikki kappaleiden makroskooppiset parametrit pysyvät muuttumattomina. Lämpötila on fysikaalinen parametri, joka on sama kaikille lämpötasapainossa oleville kappaleille.

Lämpötilan mittaamiseen käytetään fysikaalisia instrumentteja - lämpömittareita, joissa lämpötila-arvo arvioidaan jonkin fysikaalisen parametrin muutoksen perusteella. Lämpömittarin luomiseksi on valittava lämpömittari (esimerkiksi elohopea, alkoholi) ja lämpömittari, joka kuvaa aineen ominaisuutta (esimerkiksi elohopea- tai alkoholipylvään pituus). Erilaiset lämpömittareiden mallit käyttävät erilaisia ​​aineen fysikaalisia ominaisuuksia (esimerkiksi kiinteiden aineiden lineaaristen mittojen muutosta tai johtimien sähkövastuksen muutosta kuumennettaessa).

Lämpömittarit on kalibroitava. Tätä varten ne saatetaan lämpökosketukseen kappaleiden kanssa, joiden lämpötiloja pidetään annettuina. Useimmiten käytetään yksinkertaisia ​​​​luonnollisia järjestelmiä, joissa lämpötila pysyy muuttumattomana huolimatta lämmönvaihdosta ympäristön kanssa - tämä on jään ja veden seos sekä veden ja höyryn seos kiehuessaan normaalissa ilmanpaineessa. Celsius-lämpötila-asteikolla jään sulamispisteen lämpötila on 0 ° C ja veden kiehumispiste: 100 ° C. Lämpömittarin kapillaareissa olevan nestepatsaan pituuden muutoksen sadasosalla merkkien 0°C ja 100°C välisestä pituudesta oletetaan olevan 1°C.

Englantilainen fyysikko W. Kelvin (Thomson) ehdotti vuonna 1848 kaasun nollapainepisteen käyttämistä uuden lämpötila-asteikon (Kelvin-asteikko) rakentamiseen. Tällä asteikolla lämpötilayksikkö on sama kuin Celsius-asteikolla, mutta nollapiste on siirtynyt:

Tässä tapauksessa lämpötilan muutos 1ºС vastaa lämpötilan muutosta 1 K. Lämpötilan muutokset Celsius- ja Kelvin-asteikoilla ovat yhtä suuret. SI-järjestelmässä lämpötilan mittayksikköä Kelvin-asteikolla kutsutaan kelviniksi ja sitä merkitään kirjaimella K. Esimerkiksi huoneen lämpötila T C \u003d 20 ° C Kelvin-asteikolla on yhtä suuri kuin T K = 293 K. Kelvinin lämpötila-asteikkoa kutsutaan absoluuttiseksi lämpötila-asteikoksi. Se osoittautuu kätevimmäksi fysikaalisten teorioiden rakentamisessa.

Ideaalikaasun tilayhtälö tai Clapeyron-Mendeleevin yhtälö

Ihanteellisen kaasun tilayhtälö on toinen seuraus MKT-perusyhtälöstä ja kirjoitetaan seuraavasti:

Tämä yhtälö muodostaa suhteen ihanteellisen kaasun tilan pääparametrien välille: paine, tilavuus, aineen määrä ja lämpötila. On erittäin tärkeää, että nämä parametrit ovat yhteydessä toisiinsa, minkä tahansa niistä muuttaminen johtaa väistämättä muutokseen ainakin yhdessä. Siksi tätä yhtälöä kutsutaan ihanteellisen kaasun tilayhtälöksi. Clapeyron havaitsi sen ensin yhdelle kaasumoolille, ja Mendelejev yleisti sen myöhemmin suuremmalle määrälle moolia.

Jos kaasun lämpötila on T n \u003d 273 K (0 °C) ja paine p n \u003d 1 atm \u003d 1 10 5 Pa, sitten he sanovat, että kaasu on normaaleissa olosuhteissa.

Kaasulait

Kaasuparametrien laskentaongelmien ratkaiseminen yksinkertaistuu huomattavasti, jos tiedät, mitä lakia ja mitä kaavaa sovelletaan. Tarkastellaan siis kaasun peruslakeja.

1. Avogadron laki. Yksi mooli mitä tahansa ainetta sisältää saman määrän rakenneosia, joka on yhtä suuri kuin Avogadron luku.

2. Daltonin laki. Kaasuseoksen paine on yhtä suuri kuin tähän seokseen sisältyvien kaasujen osapaineiden summa:

Kaasun osapaine on paine, jonka se synnyttäisi, jos kaikki muut kaasut yhtäkkiä katoaisivat seoksesta. Esimerkiksi ilmanpaine on yhtä suuri kuin typen, hapen, hiilidioksidin ja muiden epäpuhtauksien osapaineiden summa. Tässä tapauksessa jokainen seoksen kaasu vie koko sille tarjotun tilavuuden, eli kunkin kaasun tilavuus on yhtä suuri kuin seoksen tilavuus.

3. Boyle-Mariotten laki. Jos kaasun massa ja lämpötila pysyvät vakiona, niin kaasun paineen ja tilavuuden tulo ei muutu, joten:

Prosessia, joka tapahtuu vakiolämpötilassa, kutsutaan isotermiseksi. Huomaa, että tämä yksinkertainen Boylen-Mariotten lain muoto pätee vain, jos kaasun massa pysyy vakiona.

4. Gay-Lussacin laki. Gay-Lussac-laki itsessään ei ole erityisen arvokas kokeisiin valmistautumisessa, joten annamme siitä vain seurauksen. Jos kaasun massa ja paine pysyvät vakiona, niin kaasun tilavuuden suhde sen absoluuttiseen lämpötilaan ei muutu, joten:

Prosessia, joka tapahtuu vakiopaineessa, kutsutaan isobaariseksi tai isobaariseksi. Huomaa, että tämä yksinkertainen Gay-Lussacin lain muoto pätee vain, jos kaasun massa pysyy vakiona. Älä unohda muuntaa lämpötila Celsius-asteista kelvineiksi.

5. Charlesin laki. Kuten Gay-Lussac-laki, Charlesin laki sen tarkassa muotoilussa ei ole meille tärkeä, joten annamme siitä vain seurauksen. Jos kaasun massa ja tilavuus pysyvät vakiona, niin kaasun paineen suhde sen absoluuttiseen lämpötilaan ei muutu, joten:

Prosessia, joka tapahtuu vakiotilavuudella, kutsutaan isokoriseksi tai isokoriseksi. Huomaa, että tämä Charlesin lain yksinkertainen muoto pätee vain, jos kaasun massa pysyy samana. Älä unohda muuntaa lämpötila Celsius-asteista kelvineiksi.

6. Universaali kaasulaki (Clapeyron). Kaasun vakiomassalla sen paineen ja tilavuuden tuotteen suhde lämpötilaan ei muutu, joten:

Huomaa, että massan tulee pysyä samana, äläkä unohda kelvinejä.

Joten kaasulakeja on useita. Luettelemme merkit, joiden mukaan sinun on käytettävä jotakin niistä ongelman ratkaisemisessa:

1. Avogadron laki pätee kaikkiin ongelmiin, joissa puhumme molekyylien lukumäärästä.
2. Daltonin laki pätee kaikkiin ongelmiin, jotka liittyvät kaasuseokseen.
3. Charlesin lakia käytetään ongelmissa, joissa kaasun tilavuus pysyy muuttumattomana. Yleensä tämä joko sanotaan suoraan tai ongelma sisältää sanat "kaasu suljetussa astiassa ilman mäntää".
4. Gay-Lussacin lakia sovelletaan, jos kaasun paine pysyy ennallaan. Etsi ongelmista sanat "kaasu liikkuvalla männällä suljetussa astiassa" tai "kaasu avoimessa astiassa". Joskus aluksesta ei kerrota mitään, mutta kunnon perusteella on selvää, että se kommunikoi ilmakehän kanssa. Tällöin oletetaan, että ilmanpaine pysyy aina muuttumattomana (ellei ehdossa toisin mainita).
5. Boyle-Mariotten laki. Tässä se on vaikeinta. No, jos ongelma sanoo, että kaasun lämpötila on muuttumaton. Se on hieman huonompi, jos tila sisältää sanan "hitaasti". Esimerkiksi kaasua puristetaan hitaasti tai laajennetaan hitaasti. Vielä pahempaa on, jos sanotaan, että kaasu on suljettu lämpöä johtavalla männällä. Lopuksi on erittäin huonoa, jos lämpötilasta ei puhuta mitään, mutta tilasta voidaan olettaa, että se ei muutu. Yleensä tässä tapauksessa opiskelijat soveltavat Boyle-Mariotten lakia toivottomuudesta.
6. Yleismaailmallinen kaasulaki. Sitä käytetään, jos kaasun massa on vakio (esimerkiksi kaasu on suljetussa astiassa), mutta ehdolla on selvää, että kaikki muut parametrit (paine, tilavuus, lämpötila) muuttuvat. Yleisesti ottaen universaalin lain sijasta voit usein käyttää Clapeyron-Mendeleev-yhtälöä, saat oikean vastauksen, vain jokaiseen kaavaan kirjoitat kaksi ylimääräistä kirjainta.

Isoprosessien graafinen esitys

Monilla fysiikan aloilla suureiden riippuvuus toisistaan ​​on kuvattu kätevästi graafisesti. Tämä yksinkertaistaa prosessijärjestelmässä esiintyvien parametrien välisen suhteen ymmärtämistä. Tätä lähestymistapaa käytetään hyvin usein molekyylifysiikassa. Tärkeimmät ihanteellisen kaasun tilaa kuvaavat parametrit ovat paine, tilavuus ja lämpötila. Graafinen menetelmä ongelmien ratkaisemiseksi koostuu näiden parametrien suhteen kuvaamisesta eri kaasukoordinaateissa. Kaasukoordinaatteja on kolme päätyyppiä: ( p; V), (p; T) ja ( V; T). Huomaa, että nämä ovat vain peruskoordinaatit (yleisimpiä koordinaattityyppejä). Tehtävien ja testien kirjoittajien mielikuvitus ei ole rajoittunut, joten voit tavata mitä tahansa muita koordinaatteja. Joten, kuvataan tärkeimmät kaasuprosessit pääkaasukoordinaateissa.

Isobaarinen prosessi (p = vakio)

Isobarinen prosessi on prosessi, joka tapahtuu vakiopaineessa ja kaasumassassa. Kuten ideaalisen kaasun tilayhtälöstä seuraa, tilavuus muuttuu tässä tapauksessa suoraan suhteessa lämpötilaan. Isobarisen prosessin kuvaajat koordinaatteina R–V; V–T ja R–T on seuraava muoto:

V–T koordinaatit on suunnattu täsmälleen origoon, mutta tämä kuvaaja ei voi koskaan alkaa suoraan origosta, koska erittäin alhaisissa lämpötiloissa kaasu muuttuu nesteeksi ja tilavuuden riippuvuus lämpötilasta muuttuu.

Isokoorinen prosessi (V = vakio)

Isokoorinen prosessi on prosessi, jossa kaasua kuumennetaan tai jäähdytetään vakiotilavuudessa ja edellyttäen, että aineen määrä astiassa pysyy muuttumattomana. Kuten ihanteellisen kaasun tilayhtälöstä seuraa, näissä olosuhteissa kaasun paine muuttuu suoraan suhteessa sen absoluuttiseen lämpötilaan. Isokoorisen prosessin kuvaajat koordinaateissa R–V; R–T ja V–T on seuraava muoto:

Huomaa, että kaavion jatko sisään p–T koordinaatit on suunnattu täsmälleen origoon, mutta tämä kuvaaja ei voi koskaan alkaa suoraan origosta, koska kaasu muuttuu erittäin alhaisissa lämpötiloissa nesteeksi.

Isoterminen prosessi (T = vakio)

Isoterminen prosessi on prosessi, joka tapahtuu vakiolämpötilassa. Ihanteellisen kaasun tilayhtälöstä seuraa, että vakiolämpötilassa ja vakiomäärässä ainetta astiassa kaasun paineen ja sen tilavuuden tulon tulisi pysyä vakiona. Isotermisen prosessin kuvaajat koordinaateissa R–V; R–T ja V–T on seuraava muoto:

Huomaa, että kun suoritat tehtäviä kaavioilla molekyylifysiikassa ei erityistä tarkkuutta tarvitaan koordinaattien asettamisessa vastaavia akseleita pitkin (esimerkiksi jotta koordinaatit p 1 ja p 2 kaksitilakaasujärjestelmää p(V) osui yhteen koordinaattien kanssa p 1 ja p 2 näistä tiloista järjestelmässä p(T). Ensinnäkin nämä ovat erilaisia ​​koordinaattijärjestelmiä, joissa voidaan valita erilaisia ​​asteikkoja, ja toiseksi tämä on tarpeeton matemaattinen muodollisuus, joka häiritsee pääasiasta - fyysisen tilanteen analysoinnista. Päävaatimus on, että kaavioiden laadullinen ulkoasu on oikea.

Ei-prosessit

Tämän tyyppisissä ongelmissa kaikki kolme kaasun pääparametria muuttuvat: paine, tilavuus ja lämpötila. Vain kaasun massa pysyy vakiona. Yksinkertaisin tapaus on, kun ongelma ratkaistaan ​​"päällä" yleisen kaasulain avulla. Hieman vaikeampaa on, jos sinun täytyy löytää prosessiyhtälö, joka kuvaa kaasun tilan muutosta, tai analysoida kaasun parametrien käyttäytymistä tämän yhtälön avulla. Sitten sinun on toimittava näin. Kirjoita muistiin tämä prosessiyhtälö ja yleinen kaasulaki (tai Clapeyron-Mendeleevin yhtälö, sen mukaan, kumpi sopii sinulle paremmin) ja sulje niistä jatkuvasti pois tarpeettomat suuret.

Muutos aineen määrässä tai massassa

Itse asiassa tällaisissa tehtävissä ei ole mitään monimutkaista. On vain tarpeen muistaa, että kaasulakit eivät täyty, koska minkä tahansa niistä formulaatioissa on kirjoitettu "vakiomassalla". Siksi toimimme yksinkertaisesti. Kirjoitamme Clapeyron-Mendeleevin yhtälön kaasun alku- ja lopputilalle ja ratkaisemme ongelman.

Ohjauslevyt tai männät

Tämän tyyppisissä ongelmissa sovelletaan jälleen kaasulakeja, mutta seuraavat huomautukset on otettava huomioon:

• Ensinnäkin kaasu ei kulje väliseinän läpi, eli kaasun massa jokaisessa astian osassa pysyy ennallaan ja siten kaasulait täyttyvät jokaiselle astian osalle.
• Toiseksi, jos väliseinä on johtamaton, niin kun kaasua lämmitetään tai jäähdytetään astian yhdessä osassa, kaasun lämpötila toisessa osassa pysyy muuttumattomana.
• Kolmanneksi, jos väliseinä on liikuteltava, paineet sen molemmilla puolilla ovat samat kullakin tietyllä ajanhetkellä (mutta tämä molemmilla puolilla sama paine voi muuttua ajan myötä).
• Ja sitten kirjoitamme kaasulait jokaiselle kaasulle erikseen ja ratkaisemme ongelman.

Kaasulait ja hydrostatiikka

Tehtävien erityispiirre on, että paineessa on tarpeen ottaa huomioon nestepatsaan paineeseen liittyvät "makeweights". Mitä vaihtoehtoja tässä on:

• Kaasusäiliö upotetaan veden alle. Paine astiassa on: p = p atm + ρgh, missä: h- upotussyvyys.
• Vaakasuora putki suljetaan ilmakehästä elohopeapylväällä (tai muulla nesteellä). Kaasun paine putkessa on täsmälleen yhtä suuri kuin: p = p atm ilmakehän, koska vaakasuora elohopeapatsas ei kohdista painetta kaasuun.
• pystysuora kaasuputki suljetaan päältä elohopeapylväällä (tai muulla nesteellä). Kaasun paine putkessa: p = p atm + ρgh, missä: h on elohopeapatsaan korkeus.
• Pystysuora kapea kaasuputki käännetään avoin pää alaspäin ja lukitaan elohopeapylväällä (tai muulla nesteellä). Kaasun paine putkessa: p = p pankkiautomaatti - ρgh, missä: h on elohopeapatsaan korkeus. "-"-merkki asetetaan, koska elohopea ei purista, vaan venyttää kaasua. Usein opiskelijat kysyvät, miksi elohopea ei virtaa ulos putkesta. Itse asiassa, jos putki olisi leveä, elohopea liukuisi alas seiniä. Ja siksi, koska putki on hyvin kapea, pintajännitys ei anna elohopean murtua keskeltä ja päästää ilmaa sisään, ja sisällä oleva kaasunpaine (alle ilmakehän paine) estää elohopean virtaamisen ulos.

Kun olet onnistunut tallentamaan putkessa olevan kaasun paineen oikein, sovella jotakin kaasulakeista (yleensä Boyle-Mariotte, koska useimmat näistä prosesseista ovat isotermisiä, tai yleistä kaasulakia). Käytä valittua lakia kaasulle (ei suinkaan nesteelle) ja ratkaise ongelma.

Kappaleiden lämpölaajeneminen

Lämpötilan noustessa aineen hiukkasten lämpöliikkeen intensiteetti kasvaa. Tämä johtaa siihen, että molekyylit "aktiivisemmin" hylkivät toisiaan. Tämän vuoksi useimmat kehot kasvavat kuumennettaessa. Älä tee tyypillistä virhettä, itse atomit ja molekyylit eivät laajene kuumennettaessa. Vain tyhjät raot molekyylien välillä kasvavat. Kaasujen lämpölaajenemista kuvaa Gay-Lussac-laki. Nesteiden lämpölaajeneminen noudattaa seuraavaa lakia:

missä: V 0 on nesteen tilavuus 0 °C:ssa, V-lämpötilassa t, γ on nesteen tilavuuslaajenemiskerroin. Huomaa, että kaikki tämän langan lämpötilat on mitattava celsiusasteina. Tilavuuslaajenemiskerroin riippuu nesteen tyypistä (ja lämpötilasta, jota ei oteta huomioon useimmissa ongelmissa). Huomaa, että kertoimen numeerinen arvo, joka ilmaistaan ​​yksiköissä 1 / °C tai 1 / K, on ​​sama, koska kehon lämmittäminen 1 °C:lla on sama kuin sen lämmittäminen 1 K:lla (eikä 274 K:lla). .

varten kiinteät vartalon pidennykset käytetään kolmea kaavaa, jotka kuvaavat kehon lineaaristen mittojen, pinta-alan ja tilavuuden muutosta:

missä: l 0 , S 0 , V 0 - vastaavasti kehon pituus, pinta-ala ja tilavuus 0 °C:ssa, α on rungon lineaarilaajenemiskerroin. Lineaarinen laajenemiskerroin riippuu rungon tyypistä (ja lämpötilasta, jota ei oteta huomioon useimmissa ongelmissa) ja mitataan 1/°C tai 1/K.

Opi kaikki fysiikan kaavat ja lait sekä matematiikan kaavat ja menetelmät. Itse asiassa se on myös hyvin yksinkertaista, fysiikassa on vain noin 200 tarvittavaa kaavaa ja matematiikassa jopa hieman vähemmän. Jokaisessa näistä aineista on noin tusina standardimenetelmää perusmonimutkaisuuden ongelmien ratkaisemiseksi, jotka voidaan myös oppia ja siten täysin automaattisesti ja vaivattomasti ratkaista suurin osa digitaalisesta muunnoksesta oikeaan aikaan. Sen jälkeen sinun tarvitsee vain ajatella vaikeimpia tehtäviä.

Osallistu kaikkiin kolmeen fysiikan ja matematiikan harjoitustestin vaiheeseen. Jokaisessa RT:ssä voi käydä kahdesti molempien vaihtoehtojen ratkaisemiseksi. Jälleen DT:llä kyvyn nopeasti ja tehokkaasti ratkaista ongelmia sekä kaavojen ja menetelmien tuntemisen lisäksi on myös osattava oikein suunnitella aikaa, jakaa voimat ja ennen kaikkea täyttää vastauslomake oikein , sekoittamatta vastausten ja tehtävien numeroita tai omaa sukunimeäsi. RT:n aikana on myös tärkeää tottua tehtävien kysymystyyliin, mikä saattaa tuntua hyvin epätavalliselta valmistautumattomalle henkilölle DT:llä.

Näiden kolmen kohdan onnistunut, ahkera ja vastuullinen toteuttaminen antaa sinulle mahdollisuuden näyttää TT:ssä erinomaisen tuloksen, maksimaalisen, mihin pystyt.

Löysitkö virheen?

Jos, kuten sinusta näyttää, löysit virheen koulutusmateriaaleista, kirjoita siitä postitse. Voit myös kirjoittaa virheestä sosiaaliseen verkostoon (). Ilmoita kirjeessä aihe (fysiikka tai matematiikka), aiheen tai kokeen nimi tai numero, tehtävän numero tai tekstin (sivun) paikka, jossa mielestäsi on virhe. Kerro myös, mikä väitetty virhe on. Kirjeesi ei jää huomaamatta, virhe joko korjataan tai sinulle selitetään, miksi se ei ole virhe.

Tarkoitus: molekyylifysiikan peruskäsitteiden, lakien ja kaavojen toisto USE-koodaajan mukaisesti

USE 2012:ssa testatut sisältöelementit:
1. ICT:n perussäännökset.
2. Kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden rakenteen mallit.
3. Ihanteellinen kaasumalli.
4. Ihanteellisen kaasun MKT:n perusyhtälö.
5. Absoluuttinen lämpötila sen keskimääräisen kineettisen energian mittana
hiukkasia.
6. Mendelejev-Clapeyron yhtälö.
7.Isoprosessit.
8. Nesteiden ja kaasujen keskinäiset muunnokset.
9. Tyydyttyneet ja tyydyttymättömät höyryt. Ilman kosteus.
10. Muutos aineen aggregoitumistilassa. sulaminen ja
kovettuminen.
11. Termodynamiikka: sisäinen energia, lämmön määrä, työ.
12. Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö
13. Termodynamiikan toinen pääsääntö.
14. Termodynamiikan ensimmäisen pääsäännön soveltaminen isoprosesseihin.
15.Lämpömoottorien tehokkuus.

ICB:n perussäännökset

Molekyylikinettinen teoria on ns
aineen rakenteesta ja ominaisuuksista perustuva oppi
ajatuksia atomien ja molekyylien olemassaolosta
kemikaalin pienimmät hiukkaset.
ICT:n tärkeimmät säännökset:
1. Kaikki aineet - nestemäiset, kiinteät ja kaasumaiset -
koostuu pienistä hiukkasista, molekyyleistä
jotka itse koostuvat atomeista.
2. Atomit ja molekyylit ovat jatkuvia
kaoottista liikettä.
3. Hiukkaset vuorovaikuttavat toistensa kanssa voimien avulla,
joilla on sähköinen luonne (vetävät puoleensa ja
hylätään).

Atomi. Molekyyli.

Atomi on pienin
osa kemikaalia
elementti, jolla on
sen ominaisuudet,
kykenevä
riippumaton
olemassaolo.
Molekyyli -
pienin talli
aineen hiukkanen
koostuu atomeista
yksi tai useampi
kemialliset alkuaineet,
säilyttää pääasia
Kemialliset ominaisuudet
tämä aine.

Molekyylien massa. Aineen määrä.

Suhteellinen molekyyli (tai atomi)
aineen massa on suhde
massat
m0
M r aineita 1/12
tietyn molekyylin (tai atomin).
1
hiiliatomin massa 12C.
m0C
Aineen määrä on 12
molekyylien määrä
runko, mutta ilmaistaan ​​suhteellisissa yksiköissä.
Mooli on aineen määrä, joka sisältää
yhtä monta hiukkasta (molekyyliä) kuin on atomeja
sisältää 0,012 kg hiiltä 12C.
23
1
Keinot
minkä tahansa
sisältämiä aineita
N A 6v 110 mol
mooli
sama määrä hiukkasia (molekyylejä). Tämä numero
kutsutaan Avogadro-vakioksi NA.
Aineen määrä on yhtä suuri kuin luvun suhde
tietyn kehon molekyylit vakioksi
Avogadro, ts.
NA
molekyylien lukumäärään 1 moolissa ainetta.
kg
3
m
MM
M
r10
m0 N A
Aineen moolimassaa kutsutaan
massa-
mooli
ainetta otettu määränä 1 mol.

Useimpien kiinteiden aineiden molekyylit
ovat tietyssä järjestyksessä.
Tällaisia ​​kiinteitä aineita kutsutaan
kiteinen.
Hiukkasten liikkeet ovat
vaihtelut tasapainoasemien ympärillä.
Jos yhdistämme asemien keskukset
hiukkasten tasapaino, siis
oikea spatiaalinen ruudukko,
kutsutaan kiteiseksi.
Molekyylien väliset etäisyydet ovat vertailukelpoisia
molekyylien koon mukaan.
Pääominaisuudet: säilyttävät muotonsa ja
äänenvoimakkuutta. Yksittäiset kiteet ovat anisotrooppisia.
Anisotropia on fysikaalista riippuvuutta
ominaisuuksia kiteen suunnasta.
l r0

Mallit kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen rakenteesta

Molekyylien väliset etäisyydet
kooltaan vertailukelpoisia nesteitä
molekyylejä, joten neste on pieni
kutistuu.
Nestemolekyyli värähtelee
lähellä väliaikaista sijaintia
tasapaino, törmäys muiden kanssa
molekyylejä lähimmästä
ympäristöön. Ajoittain hän
onnistuu hyppäämään
jatkamaan tekemistä
vaihtelut muiden naapureiden kesken.
Molekyylien "hyppyjä" tapahtuu mukana
kaikkiin suuntiin samalla tavalla
taajuus, mikä selittää
nesteen juoksevuus ja mikä se on
ottaa aluksen muodon
l r0

Mallit kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen rakenteesta

Kaasumolekyylien välinen etäisyys
paljon suurempia kuin itseään
molekyylejä, joten kaasu voidaan puristaa niin, että
että sen tilavuus pienenee useilla
kerran.
Molekyylejä valtavilla nopeuksilla
liikkuvat välissä
yhteenotot. Aikana
törmäysmolekyylit muuttuvat dramaattisesti
liikkeen nopeus ja suunta.
Molekyylit houkuttelevat hyvin heikosti
toisiinsa, joten kaasuilla ei ole
oma muoto ja pysyvä
äänenvoimakkuutta.
l r0

Molekyylien lämpöliike

Satunnainen kaoottinen liike
molekyylejä kutsutaan termiksi
liikettä. Todiste
lämpöliike on
Brownin liike ja diffuusio.
Brownin liike on lämpöä
pienten hiukkasten liikettä
suspendoituna nesteeseen tai kaasuun,
tapahtuu törmäyksen alaisena
ympäristön molekyylejä.
Diffuusio on ilmiö
kahden tai useamman tunkeutuminen
aineet joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa
ystävä.
Diffuusionopeus riippuu
aineen kokonaistila ja
ruumiinlämpö.

10. Aineen hiukkasten vuorovaikutus

Molekyylien väliset vuorovaikutusvoimat.
Hyvin pienillä etäisyyksillä molekyylien välillä
torjuvia voimia on oltava läsnä.
Yli 2 - 3 halkaisijan etäisyyksillä
molekyylit, vetovoimat vaikuttavat.

11. Ihanteellinen kaasumalli

Ideaalinen kaasu on teoreettinen malli
kaasu, jossa mitat ja
kaasuhiukkasten vuorovaikutuksia ja ottaa huomioon
vain niiden elastiset törmäykset.
Ihanteellisen kaasun kineettisessä mallissa
molekyylejä kohdellaan ihanteellisina
elastiset pallot vuorovaikutuksessa välillä
itse ja seinien kanssa vain elastisen aikana
törmäyksiä.
Kaikkien molekyylien kokonaistilavuus oletetaan
pieni aluksen tilavuuteen verrattuna,
jossa kaasu sijaitsee.
Törmäys suonen seinämän, kaasumolekyylien kanssa
painostamalla häntä.
Mikroskooppiset parametrit: massa,
nopeus, molekyylien liike-energia.
Makroskooppiset parametrit: paine,
tilavuus, lämpötila.

12. MKT-kaasujen perusyhtälö

Ihanteellisen kaasun paine on kaksi kolmasosaa
keskimääräinen translaatiokineettinen energia
tilavuusyksikköön sisältyvien molekyylien liike
missä n = N / V on molekyylien pitoisuus (eli luku
molekyylejä astian tilavuusyksikköä kohti)
Daltonin laki: seoksen paine on kemiallinen
vuorovaikuttamattomien kaasujen summa on yhtä suuri kuin niiden summa
osittaisia ​​paineita
p = p1 + p2 + p3

13. Absoluuttinen lämpötila

Lämpötila luonnehtii kehon kuumenemisastetta.
Terminen tasapaino on järjestelmän tila
lämpökosketuksessa olevat kappaleet, joissa nro
lämmönsiirto tapahtuu kehosta toiseen, ja
kaikki kappaleiden makroskooppiset parametrit säilyvät
muuttumattomana.
Lämpötila on fyysinen parametri, sama
kaikille lämpötasapainossa oleville kappaleille.
Lämpötila mitataan fysikaalisella menetelmällä
laitteet - lämpömittarit.
On olemassa pienin mahdollinen lämpötila, jossa
joka pysäyttää molekyylien kaoottisen liikkeen.
Sitä kutsutaan absoluuttiseksi nollalämpötilaksi.
Kelvinin lämpötila-asteikkoa kutsutaan absoluuttiseksi
lämpötila-asteikko.
T t 273

14. Absoluuttinen lämpötila

Kaoottisen liikkeen keskimääräinen kineettinen energia
kaasumolekyylit ovat suoraan verrannollisia absoluuttiseen
lämpötila.
3
EkT
2
2
p nE p nkT
3
k - Boltzmannin vakio - suhteuttaa lämpötilan in
energiayksikköä lämpötilalla kelvineinä
Lämpötila on keskimääräisen kineettisen energian mitta
molekyylien translaatioliike.
Samoilla paineilla ja lämpötiloissa pitoisuus
Molekyylit ovat samat kaikille kaasuille.
Avogadron laki: yhtä suurissa kaasumäärissä samalla
lämpötilat ja paineet sisältävät saman luvun
molekyylejä

15. Mendelejev-Clapeyron yhtälö

Ihanteellisen kaasun tilayhtälö on suhde
ihanteellisen kaasun parametrit - paine, tilavuus ja
absoluuttinen lämpötila, joka määrittää sen tilan.
pVRT
m
RT
M
R kN A 8,31
J
mol K
R on yleinen kaasuvakio.
Avogadron laki: yksi mooli mitä tahansa kaasua normaaleissa olosuhteissa
vie saman tilavuuden V0, joka on 0,0224 m3/mol.
Tilayhtälöstä seuraa paineen välinen suhde,
ihanteellisen kaasun tilavuus ja lämpötila
olla missä tahansa kahdessa tilassa.
Clapeyronin yhtälö
pV
pV
1 1
T1
2 2
T2
const .

16. Isoprosessit

Isoprosessit ovat prosesseja, joissa
yksi parametreista (p, V tai T) jää jäljelle
muuttumattomana.
Isoterminen prosessi (T = vakio) –
tilanmuutosprosessi
termodynaaminen järjestelmä, virtaava
vakiolämpötilassa T.
Boylen–Mariotten laki: tietylle kaasulle
massa on sen paineen tulo
tilavuus on vakio, jos kaasun lämpötila ei ole
on muuttumassa.
konst
pV jatkuva p
V
T3 > T2 > T1

17. Isoprosessit

Isokoorinen prosessi on muutosprosessi

jatkuva tilavuus.
Charlesin laki: tietyn massan kaasulle
paineen ja lämpötilan suhde on vakio,
jos äänenvoimakkuus ei muutu.
p
const p const T
T
V3 > V2 > V1

18. Isoprosessit

Isobarinen prosessi on muutosprosessi
termodynaamisen järjestelmän tila
jatkuva paine.
Gay-Lussacin laki: tietyn massan kaasulle
tilavuuden suhde lämpötilaan on vakio, jos
kaasunpaine ei muutu.
V
V V0 1 t
const V const T
T
Vakiopaineessa ihanteellisen kaasun tilavuus
muuttuu lineaarisesti lämpötilan mukaan.
jossa V0 on kaasun tilavuus lämpötilassa 0 °С.
α = 1/273,15 K–1 - tilavuuden lämpötilakerroin
kaasujen laajeneminen.
p3 > p2 > p1

19. Nesteiden ja kaasujen keskinäiset muunnokset

Höyrystyminen on aineen siirtymistä pois
nestemäisestä tilasta kaasumaiseen tilaan.
Kondensaatio on aineen siirtymä pois
kaasumaisesta tilasta nesteeksi.
Haihtuminen on höyrystymistä
tulee vapaalta pinnalta
nesteitä.
Molekyylikinetiikan näkökulmasta
teorian mukaan haihtuminen on prosessi, jossa
nesteen pinta lentää eniten
nopeat molekyylit, kineettinen energia
joka ylittää niiden yhteyden energian
loput nestemolekyylit. Se johtaa
keskimääräisen kineettisen energian laskuun
loput molekyylit eli jäähtymään
nesteitä.
Kondenssivettä vapautuu
lämpöä ympäristöön
Keskiviikko.

20. Nesteiden ja kaasujen keskinäiset muutokset Tyydyttyneet ja tyydyttymättömät höyryt

Suljetussa astiassa nestettä ja sen
höyry voi olla tilassa
dynaaminen tasapaino kun
lähtevien molekyylien määrä
neste, yhtä suuri kuin molekyylien lukumäärä,
palaamalla nesteeseen
höyryä, eli kun prosessien nopeus
haihtuminen ja kondensaatio
ovat samat.
Höyry tasapainossa kanssa
niiden nestettä kutsutaan
kylläinen.
Tyydyttyneen höyryn paine p0
tämän aineen määrä riippuu
sen lämpötila ja se ei riipu
äänenvoimakkuutta
Tyydyttyneen höyryn paine nousee
ei pelkästään nousun seurauksena
nesteen lämpötila, mutta
lisääntyneen
höyrymolekyylien pitoisuus.
p0 nkT

21. Nesteiden ja kaasujen keskinäiset muutokset Kiehuminen

Keittäminen on höyrystymistä
esiintyy koko nesteessä.
Neste alkaa kiehua klo
lämpötila, jossa
sen kylläisen höyryn paine
tulee yhtä suureksi kuin paine
nestettä, joka koostuu
ilmanpaine pinnalla
nesteet (ulkoinen paine) ja
kolonnin hydrostaattinen paine
nesteitä.
Jokaisella nesteellä on oma lämpötilansa
kiehuvaa, mikä riippuu paineesta
kylläistä höyryä. Mitä pienempi paine
kylläinen höyry, sitä korkeampi
vastaavan kiehumispiste
nesteitä

22. Kosteus

Kosteus on ilmassa olevan veden määrä
pari.
Mitä enemmän vesihöyryä on tietyssä tilavuudessa
ilmaa, sitä lähempänä höyry on kylläisyyttä. Korkeampi
ilman lämpötila, sitä suurempi vesihöyryn määrä
tarvitaan sen kyllästämiseen.
Absoluuttinen kosteus on vesihöyryn tiheys
ilmaistuna kg/m3 tai sen osapaine - paine
vesihöyryä, jonka se tuottaisi, jos kaikki muut
kaasut puuttuivat.
Suhteellinen kosteus on suhde
ilman absoluuttisesta kosteudesta kylläisen höyryn tiheyteen
samassa lämpötilassa vai onko se osittaissuhde
höyrynpaine ilmassa tyydyttyneen höyryn paineeseen
sama lämpötila.
p
100%;
100%
0
p0
Kosteusmittareita käytetään ilman kosteuden määrittämiseen:
kondensaatio ja hiukset; ja psykrometri.

23. Muutos aineen aggregaatiotilassa: sulaminen ja kiteytyminen

Sulaminen on aineen siirtymistä
kiinteästä tilasta nesteeksi.
kiinteytys tai kiteytys aineen siirtyminen nestemäisestä tilasta
kovaa.
Lämpötila, jossa aine
alkaa sulaa kutsutaan
Sulamislämpötila.
Sen aineen sulamisen aikana
lämpötila ei muutu, koska energiaa,
aineen vastaanottama kulutetaan
kidehilan tuhoutuminen. klo
jähmettyminen muodostaa kiteisen
hila, ja energiaa vapautuu ja
aineen lämpötila ei muutu.
Amorfisilla kappaleilla ei ole erityistä
Sulamislämpötila.

24. Termodynamiikka

Termodynamiikka on lämpöprosessien teoriaa,
joka ei ota huomioon molekyylirakennetta
puh.
Termodynamiikan peruskäsitteet:
Makroskooppinen järjestelmä on järjestelmä, joka koostuu
suuresta määrästä hiukkasia.
Suljettu järjestelmä on järjestelmä, joka on eristetty
mitään ulkoisia vaikutteita.
Tasapainotila on tila
makroskooppinen järjestelmä, jossa
sen tilaa kuvaavat parametrit,
pysyvät ennallaan järjestelmän kaikissa osissa.
Termodynamiikan prosessia kutsutaan
kehon tilan muutos ajan myötä.

25. Sisäinen energia

Kehon sisäinen energia on summa
kaikkien sen molekyylien liike-energia ja
niiden vuorovaikutuksen potentiaalinen energia.
Ihanteellisen kaasun sisäenergia
määräytyy vain liike-energian perusteella
hänen epätasainen liike eteenpäin
molekyylejä.
3 m
3
U
RT
UpV
2M
2
Ihanteellisen monatomin sisäinen energia
kaasu on suoraan verrannollinen sen lämpötilaan.
Sisäistä energiaa voidaan muuttaa kahdella
tapoja: työnteko ja
lämmönsiirto.

26. Lämmönsiirto

Lämmönsiirto on
spontaani transmissioprosessi
lämpöä, joka syntyy kehon välillä
eri lämpötiloilla.
Lämmönsiirron tyypit
Lämmönjohtokyky
Konvektio
Säteily

27. Lämmön määrä

Lämmön määrää kutsutaan
muutoksen määrällinen mitta
kehon sisäistä energiaa
lämmönvaihto (lämmönsiirto).

lämmittää kehoa tai erittyy sen kautta
jäähdytyksessä:
с – ominaislämpökapasiteetti –
fyysinen määrä näyttää
kuinka paljon lämpöä tarvitaan
1 kg:n ainetta kuumentamiseen 1 0 C:lla.
Aikana vapautuvan lämmön määrä
polttoaineen täydellinen palaminen.
q – ominaispalolämpö –

vapautuvan lämmön määrä, kun
1 kg painavan polttoaineen täydellinen palaminen.
Q cm t2 t1
Qqm

28. Lämmön määrä

Tarvittava lämmön määrä
kiteisen kappaleen sulatus tai
vapautuu kehosta kovettumisen aikana.
λ - spesifinen sulamislämpö -
arvo näyttää mitä
tarvittava lämmön määrä
ilmoittaa kideruumiille
paino 1 kg, niin että lämpötilassa
sulava muuntaa sen kokonaan
nestemäinen tila.
Tarvittava lämmön määrä
nesteen täydellinen muuntaminen
aineet höyrystyvät tai erittyvät elimistöstä
kondensaation aikana.
r tai L - ominaislämpö
höyrystyminen - arvo,
näyttää kuinka monta
peruuttamiseen tarvitaan lämpöä
1 kg nestettä höyryksi ilman
lämpötilan muutoksia.
Qm
QRm; QLm

29. Työskentely termodynamiikassa

Termodynamiikassa, toisin kuin mekaniikassa,
ei otettu huomioon kehon liikettä kokonaisuutena,
vaan vain liikkuvia osia
makroskooppiset kappaleet toisiinsa nähden
ystävä. Tämän seurauksena kehon tilavuus muuttuu ja
sen nopeus pysyy nollassa.
Laajentuessaan kaasu tekee
positiivinen työ A" \u003d pΔV. Työ A,
ulkoisten elinten suorittama kaasun päällä
eroaa kaasun A toiminnasta vain merkillä: A
= - A".
Paineen ja tilavuuden kaaviossa
työ määritellään alla olevan kuvan alueeksi
ajoittaa.

30. Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö

Termodynamiikan ensimmäinen laki on säilymislaki ja
energian muunnos termodynaamiselle järjestelmälle.
Muutos järjestelmän sisäisessä energiassa sen siirtymän aikana
tilasta toiseen on yhtä suuri kuin työn summa
ulkoiset voimat ja järjestelmään siirtyvän lämmön määrä.
U A Q
Jos työn tekee järjestelmä eikä ulkoiset voimat:
K U A
Järjestelmään siirretyn lämmön määrä menee
muuttaa sen sisäistä energiaa ja sitoutua
ulkopuolisten elinten työjärjestelmä.

31. Termodynamiikan ensimmäisen pääsäännön soveltaminen erilaisiin prosesseihin

isobarinen prosessi.
järjestelmään siirtyneen lämmön määrä,
K U A
muuttaa sisäistä energiaansa ja
järjestelmän suorituskyvyn työskentely ulkoisella tasolla
kehot.
Isokoorinen prosessi: V - const => A = 0
Sisäisen energian muutos on
siirretyn lämmön määrä.
Isoterminen prosessi: T - const => ΔU = 0
Kaikki kaasuun siirtynyt lämpö menee
työntekoon.
Adiabaattinen prosessi: etenee järjestelmässä,
joka ei vaihda lämpöä kanssa
ympäröivät kehot, ts. Q = 0
Sisäisen energian muutos on
vain tekemällä töitä.
U Q
K A
U A

32. Termodynamiikan toinen pääsääntö

Kaikki prosessit tapahtuvat spontaanisti
yksi tietty suunta. He ovat
peruuttamaton. Lämpö siirtyy aina
kuumasta rungosta kylmään ja mekaaniseen
makroskooppisten kappaleiden energia - sisäiseen.
Luonnon prosessien suunta osoittaa
termodynamiikan toinen pääsääntö.
R. Clausius (1822 - 1888): mahdotonta
siirtää lämpöä kylmemmästä järjestelmästä
kuumempi muiden poissa ollessa
samanaikaiset muutokset molemmissa järjestelmissä tai
ympäröivissä kehoissa.

33. Lämpökoneen hyötysuhde

Lämpömoottorit ovat laitteita
muuntamalla sisäistä energiaa
polttoainetta mekaaniseen.
Kaikkien AP:iden käyttöneste on kaasu,
joka saadaan polttoaineen palamisesta
lämmön määrä Q1, tekee
työ A" laajennettaessa. Osa
lämpöä Q2 siirtyy väistämättä
jääkaappi, ts. on kadonnut.
Tehokkuus
lämpömoottoriksi kutsutaan
tehdyn työn suhde
moottori, lämmön määrään,
lämmittimestä saatu:
Carnotin ihanteellinen lämpömoottori
ihanteellinen kaasu toimivaksi
kehossa on suurin mahdollinen
tehokkuus:
A Q1 Q2
A Q1 Q2
Q1
Q1
max
T1 T2
T1

34.

35.

1. lämpömittaria ei ole suunniteltu korkeille lämpötiloille
ja se on vaihdettava
2. lämpömittari näyttää korkeampaa
lämpötila
3. lämpömittari näyttää alhaisempaa lämpötilaa
4.Lämpömittari näyttää lasketun lämpötilan

36.

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

37.

T, K
350
300
0
t(min)
2
4
6
8
1. veden lämpökapasiteetti kasvaa ajan myötä
2. 5 minuutin kuluttua kaikki vesi on haihtunut
3. 350 K:n lämpötilassa vesi luovuttaa niin paljon lämpöä ilmaan,
kuinka paljon hän saa bensasta
4. 5 minuutin kuluttua vesi alkaa kiehua

38.

1. Vesi liikkuu
kiinteässä tilassa
neste 00C:ssa.
2. Vesi kiehuu 1000C.
3. Veden lämpökapasiteetti
on yhtä suuri kuin 4200 J/(kg 0С).
4. Mitä kauemmin lämpeneminen kestää
vettä, sitä korkeampi se
lämpötila.

39.

1. Asennossa I lämmönsiirto tapahtuu rungosta 1 kappaleeseen 2.
2. Asennossa II lämmönsiirto tapahtuu rungosta 1 runkoon 2.
3. Missä tahansa asennossa lämmönsiirto tapahtuu kehosta 2
runkoon 1.
4. Lämmönsiirto tapahtuu vain asennossa 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) Kaavio A
V
V
V
2) Kaavio B
3) Aikataulu B
V
4) Aikataulu G.

41.

1. vain A
2. vain B
3. vain B
4. A, B ja 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. Sisään
4. G
P, kPa
MUTTA
B
2
AT
1
0
G
1
2
3
V, m

45.

1. yhtä suuri kuin molekyylien keskimääräinen kineettinen energia
nesteitä
2. Ylittää keskimääräisen liike-energian
nestemäisiä molekyylejä
3. pienempi kuin molekyylien keskimääräinen kineettinen energia
nesteitä
4. yhtä suuri kuin molekyylien kokonaiskineettinen energia
nesteitä

46.

1. Noussut 4 kertaa
2. Vähentynyt 2 kertaa
3. Lisätty 2 kertaa
4. Ei ole muuttunut
pV
konsti 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.
laski 3 kertaa
kasvoi 3 kertaa
kasvoi 9 kertaa
ei ole muuttunut
2
pnE
3

50.

1.
2.
3.
4.
isobarinen lämmitys
isokorinen jäähdytys
isoterminen puristus
isokorinen lämmitys

51.

1. lämmittimen teho
2. astian aine, jossa vesi kuumennetaan
3. Ilmanpaine
4. veden aloituslämpötila

3. kun korkea, koska tämä hiki

64.

1.
2.
3.
4.
vain nestemäisessä tilassa
vain kiinteässä tilassa
sekä nestemäisessä että kiinteässä tilassa
sekä nestemäisessä että kaasumaisessa tilassa

65.

ISOPROSESSIN OMINAISUUDET
TITLE
ISOPROSESSI
A) Kaikki kaasuun siirtynyt lämpö menee
työntekoa ja kaasun sisäistä energiaa
pysyy muuttumattomana.
1) isoterminen
B) Kaasun sisäisessä energiassa tapahtuu muutos
vain tekemällä työtä, koska
ei ole lämmönvaihtoa ympäröivien kappaleiden kanssa.
2) isobaarinen
3) isokorinen
4) adiabaattinen
MUTTA
B
1
4

66.

1
2
3

67.

1. Kun olet asettanut tölkin tuleen, vesi siihen
lämmitetty purkin ohuen seinämän läpi kuumasta
kaasun palamistuotteet. Kuitenkin lämpötilan noustessa
vesi haihtui ja sen höyrynpaine nousi
purkki, joka pakotti vähitellen ilmaa ulos siitä.
Kun vesi kiehui ja melkein kaikki haihtui, ilma
ei käytännössä ole sisällä pankissa. Paine
kyllästetyt höyryt purkissa tuli tässä tapauksessa yhtä suureksi
ulkoinen ilmanpaine.
2. Kun purkki otettiin pois tulelta, peitetään kannella ja jäähdytetään
kylmä vesi lähes huoneenlämpöiseksi,
kuuma vesihöyry purkin sisällä on jäähtynyt ja käytännössä
täysin tiivistynyt seinilleen antaen
kondensaatiolämpö ulos, kylmä vesi, kiitos
lämmönjohtamisprosessi seinien läpi.

68.

1. Clapeyron–Mendeleev-yhtälön mukaisesti
2.
höyrynpaine purkissa laski jyrkästi - ensinnäkin johtuen
vähentämällä purkissa jäljellä olevan höyryn massaa ja toiseksi -
lämpötilan laskun vuoksi. Huomaa, että terävä
paineen lasku pankissa voidaan selittää myös seuraavasti: milloin
alentamalla lämpötilaa huonehöyryksi, ne tiivistyvät,
pysyy kylläisenä, mutta heidän paineensa kasvaa paljon
pienempi kuin veden kylläisen höyryn paine lämpötilassa
kiehuva (noin 40 kertaa).
Koska huoneenlämmössä paine kylläinen
vesihöyry on vain pieni osa ilmakehästä
paine (enintään 3–4%), ohut purkki kastelun jälkeen
vesi on tämän suuren eron vaikutuksen alaisena
ulkoinen paine ja alhainen höyrynpaine sisällä. Tällä
Tästä syystä suuret puristuspaineet alkavat vaikuttaa purkkiin
voimat, jotka yrittävät litistää purkin. Kerran
nämä voimat ylittävät raja-arvon, joka voi olla
kestää tölkin seinät, niin se litistyy ja jyrkästi
äänenvoimakkuus vähenee.

69.

Ensimmäisen mukaan
termodynamiikka lämmön määrä,
vaaditaan jään sulatukseen, ΔQ1
= λm, missä λ on ominaislämpö
sulavaa jäätä. ΔQ2 - summattu
Joulen lämpö: ΔQ2 = ηPt. AT
annettujen ehtojen mukaisesti
ΔQ1 = 66 kJ ja ΔQ2 = 84 kJ, mikä tarkoittaa sitä
∆Q1< ΔQ2, и поставленная задача
toteutettavissa

70.

Termodynamiikan ensimmäisen lain mukaan määrä
kaasuun siirretty lämpö Q menee vaihtamaan sitä
sisäinen energia ΔU ja tämän kaasun tekemä työ
A, eli Q \u003d ΔU + A. Kun kaasua kuumennetaan,
sen isobarinen laajeneminen. Tässä prosessissa kaasun tekemä työ
on yhtä kuin A = pΔV , jossa kaasun tilavuuden muutos on ΔV = Sl = πR2l.
Männän tasapainotilasta (katso kuva) löydämme
kaasun paine: pS = p0S + Mgcosα, mistä
Mg cos
p p0
S
Sitten haluttu arvo on yhtä suuri kuin
Mg cos
U Q Rl p0
2
R
2

71.

1. Berkov, A.V. jne. Tyypillisten muunnelmien täydellisin painos
todellisia tehtäviä USE 2010, Fysiikka [Teksti]: oppikirja for
valmistuneet. vrt. oppikirja laitokset / A.V. Berkov, V.A. Sienet. - OOO
"Kustantamo Astrel", 2009. - 160 s.
2. Kasjanov, V.A. Fysiikka, luokka 11 [Teksti]: oppikirja
lukiot / V.A. Kasjanov. - LLC "Drofa", 2004. -
116 s.
3. Myakishev, G.Ya. jne. Fysiikka. Luokka 11 [Teksti]: oppikirja
yleissivistävä koulu / yleissivistävän oppikirja
koulut G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev. - "Valaistus", 2009. - 166 s.
4. Avaa fysiikka [teksti, kuviot]/ http://www.physics.ru
5. Kokeeseen valmistautuminen / http://egephizika
6. Federal Institute of Pedagogical Measurements. Ohjaus
mittausmateriaalit (CMM) Fysiikka //[Elektroninen resurssi]//
http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
7. Fysiikka koulussa. Fysiikka - 10. luokka. Molekyylifysiikka.
Molekyylikineettinen teoria. Fysiikan piirustukset/
http://gannalv.narod.ru/mkt/
8. Tämä hämmästyttävä fysiikka / http://sfiz.ru/page.php?id=39

Videokurssi "Get an A" sisältää kaikki aiheet, jotka ovat tarpeen matematiikan kokeen onnistuneeseen läpäisemiseen 60-65 pisteellä. Täysin kaikki profiilin tehtävät 1-13 KÄYTÄ matematiikassa. Soveltuu myös matematiikan peruskäytön suorittamiseen. Jos haluat läpäistä kokeen 90-100 pisteellä, sinun tulee ratkaista osa 1 30 minuutissa ja ilman virheitä!

Valmennuskurssi tenttiin luokille 10-11 sekä opettajille. Kaikki mitä tarvitset matematiikan tentin osan 1 (ensimmäiset 12 tehtävää) ja tehtävän 13 (trigonometria) ratkaisemiseen. Ja tämä on yli 70 pistettä yhtenäisestä valtionkokeesta, eikä sadan pisteen opiskelija eikä humanisti tule toimeen ilman niitä.

Kaikki tarvittava teoria. Nopeita ratkaisuja, ansoja ja tentin salaisuuksia. Kaikki osan 1 asiaankuuluvat tehtävät FIPI-pankin tehtävistä on analysoitu. Kurssi täyttää täysin USE-2018:n vaatimukset.

Kurssi sisältää 5 isoa aihetta, kukin 2,5 tuntia. Jokainen aihe on annettu tyhjästä, yksinkertaisesti ja selkeästi.

Satoja koetehtäviä. Tekstitehtävät ja todennäköisyysteoria. Yksinkertaiset ja helposti muistettavat ongelmanratkaisualgoritmit. Geometria. Teoria, viitemateriaali, kaikentyyppisten USE-tehtävien analyysi. Stereometria. Ovelia temppuja ratkaisemiseen, hyödyllisiä huijauslehtiä, tilamielikuvituksen kehittäminen. Trigonometria tyhjästä - tehtävään 13. Ymmärtäminen tukahdutuksen sijaan. Monimutkaisten käsitteiden visuaalinen selitys. Algebra. Juuret, potenssit ja logaritmit, funktio ja derivaatta. Pohja kokeen 2. osan monimutkaisten tehtävien ratkaisemiseen.

KÄYTTÖ 2018. Fysiikka. läpäisen kokeen! Mekaniikka. Molekyylifysiikka. Tyypillisiä tehtäviä. Demidova M.Yu., Gribov V.A., Gigolo A.I.

M.: 2018 - 204 s.

Moduulikurssi "Läpistän kokeen! Fysiikka" on luotu tekijöiden ryhmä, joka kuului liittovaltion liittovaltion tarkastusmittausmateriaalien kehittämisen fysiikan valtiontutkintoon. Se sisältää käsikirjat "Itsevalmennuskurssi" ja "Tyypilliset tehtävät". Kurssi on suunniteltu valmistamaan luokkien 10-11 opiskelijoita osavaltion loppututkintoon. Oppituntien järjestys on esitetty fysiikan tenttipaperin logiikassa modulaarisen periaatteen perusteella. Jokainen oppitunti tähtää tiettyyn tulokseen ja sisältää teoreettisten perustietojen ja käytännön taitojen kehittämisen koepaperin tietyn tehtävän suorittamiseksi. Käsikirjassa esitetään temaattisia moduuleja, jotka on koottu tenttityön logiikan mukaisesti. Kurssi on suunnattu opettajille, koululaisille ja heidän vanhemmilleen tutkinnon suorittaneiden koulutustason vaatimusten saavuttamisen tarkistamiseksi/itsetarkastukseksi.

Muoto: pdf

Koko: 45 Mt

Katso, lataa: drive.google

SISÄLTÖ
Esipuhe 3
Oppitunnit 1-25. Mekaniikka

Oppitunnit 1-5. Kinematiikka
Viitemateriaalit 8
Tehtävät itsenäiseen työhön 12
Koetyö aiheesta "Kinematiikka" 29
Oppitunnit 6-10. Dynamiikka
Viitemateriaalit 33
Tehtävät itsenäiseen työhön 36
Varmistustyö aiheesta "Dynamiikka" 58
Oppitunnit 11-15. Säilöntälakeja mekaniikassa
Viitemateriaalit 62
Tehtävät itsenäiseen työhön 64
Varmistustyö aiheesta "Mekaniikan säilyttämislait" 88
Oppitunnit 16-20. Statiikka
Viitemateriaalit 91
Tehtävät itsenäiseen työhön 93
Testityö aiheesta "Statiikka" 102
Oppitunnit 21-25. Mekaaniset värähtelyt ja aallot
Viitemateriaalit 104
Tehtävät itsenäiseen työhön 106
Varmistustyö aiheesta "Mekaaniset värähtelyt ja aallot" 128
Oppitunnit 26-35. Molekyylifysiikka
Oppitunnit 26-30. Molekyylikineettinen teoria
Viitemateriaalit 132
Tehtävät itsenäiseen työhön 137
Varmistustyö aiheesta "Molekyylikineettinen teoria" 158
Oppitunnit 31-35. Termodynamiikka
Viitemateriaalit 163
Tehtävät itsenäiseen työhön 166
Varmistustyö aiheesta "Termodynamiikka" 187
Vastaukset itsenäisen työn tehtäviin 192

Viitemateriaalit sisältävät teoreettista perustietoa aiheesta. Ne sisältävät kaikki fysiikan USE-koodaajan sisällön elementit, mutta jokainen kodifioinnin paikka esitetään yksityiskohtaisemmin: annetaan kaikkien käsitteiden määritelmät, lakien muotoilut jne. Ennen kuin aloitat työskentelyn teemalohkon parissa, se on tarpeen tutkia näitä viitemateriaaleja, ymmärtää kaikki niissä luetellut sisältöelementit tästä aiheesta. Jos jokin jää käsittämättömäksi, on palattava oppikirjan vastaavaan kappaleeseen tutkittuaan jälleen tarvittavan teoreettisen materiaalin.
Referenssimateriaaliin voi viitata itsenäiseen työhön liittyviä tehtäviä suoritettaessa ja aiheen varmennustyötä tehdessään yritä olla käyttämättä lähdemateriaaleja enää. Tässä vaiheessa kaikki tarvittavat kaavat on jo muistettava ja niitä on sovellettava luotettavasti ongelmien ratkaisussa.
Itsenäisen työn tehtäviin kuuluu valikoima tehtäviä niille KIM USE:n linjoille, joissa tarkastetaan tämän aiheen sisällön elementtejä. Ensin esitetään yksityiskohtaisin tehtävävalikoima perustason linjoille. Tässä kokoelmat on korostettu kullekin sisältöelementille ja tällaisessa kokoelmassa on vähintään kaksi tehtävää jokaiselle koepaperitehtävämallille.

Oppitunnit 1-5. Kinematiikka
VIITEMATERIAALIT
1.1.1. Mekaaninen liike on kehon sijainnin muutosta avaruudessa suhteessa muihin kappaleisiin (tai kehon muodon muutosta) ajan kuluessa.
Mekaaninen liike on tämän määritelmän seurauksena suhteellista: kuinka kappale liikkuu, riippuu esineestä, jonka suhteen tätä liikettä tarkastellaan. Esimerkki: matkalaukku makaa liikkumatta vaunujen hyllyllä, mutta liikkuu maan suhteen junan mukana.
Viitekehys kuvaa mekaanista liikettä kvantitatiivisesti. Siksi mekaanisen liikkeen määritelmän vuoksi viitekehyksen muodostavat:
1) vertailukappale (ei muuta muotoaan);
2) vertailukappaleeseen kiinteästi yhdistetty koordinaattijärjestelmä;
3) kello (ajan mittauslaite), joka on tiukasti kytketty vertailurunkoon.
1.1.2. Materiaalipiste on yksinkertaisin malli todellisesta kappaleesta, joka on geometrinen piste, johon liittyy kappaleen massa, sen varaus jne. Tätä mallia voidaan soveltaa, jos kappaleen mitat tässä tehtävässä voidaan jättää huomiotta. Kaksi yleisintä esimerkkiä tällaisista tehtävistä ovat:
- kehon kulkema matka on paljon suurempi kuin itse korin koko (auto kulki 100 km nopeudella 50 km/h. Selvitä liikkeen aika);
- jäykän kappaleen translaatioliikkeen tapaus (katso alla). Tässä tapauksessa kaikki kehon pisteet liikkuvat samalla tavalla, joten riittää, että tutkitaan kehon yhden pisteen liikettä.

Jatkamme fysiikan kokeen ensimmäisen osan tehtävien analysointia, joka on omistettu aiheelle "Molekyylifysiikka ja termodynamiikka". Kuten tavallista, kaikki ratkaisut on varustettu yksityiskohtaisilla kommenteilla fysiikan ohjaajalta. Kaikista ehdotetuista tehtävistä on myös videoanalyysi. Artikkelin lopusta löydät linkkejä muiden fysiikan tentin tehtävien analyyseihin.

Termodynaaminen tasapaino ymmärretään järjestelmän tilaksi, jossa sen makroskooppiset parametrit eivät muutu ajan kuluessa. Tämä tila saavutetaan, kun typen ja hapen lämpötilat astiassa tasoittuvat. Kaikki muut parametrit riippuvat kunkin kaasun massasta eivätkä yleensä ole samat, vaikka termodynaaminen tasapaino saavutettaisiin. Oikea vastaus: 1.

Isobarisessa prosessissa tilavuus V ja lämpötila T

Riippuvuus siis V alkaen T pitäisi olla suoraan verrannollinen, ja jos lämpötila laskee, myös tilavuuden tulisi laskea. Kaavio 4 sopii.

Lämpömoottorin hyötysuhde määritetään kaavalla:

Tässä A- työjaksoa kohti tehty työ, K 1 on lämpömäärä, jonka käyttöneste vastaanottaa lämmittimestä sykliä kohden. Laskelmat antavat seuraavan tuloksen: kJ.

11. Isoprosessien tutkimuksessa käytettiin paineilmamittariin kytkettyä, tilavuudeltaan vaihtelevaa suljettua astiaa. Astian tilavuutta lisätään hitaasti pitäen ilmanpaineen vakiona. Miten ilman lämpötila astiassa ja sen tiheys muuttuvat? Määritä kullekin suurelle sen muutoksen asianmukainen luonne: 1) lisätä 2) vähentää 3) ei muutu Kirjoita taulukkoon kullekin fyysiselle suurelle valitut numerot. Vastauksen numerot voivat toistua.

Prosessi on isobarinen. Isobarisessa prosessissa tilavuus V ja lämpötila T ihanteellinen kaasu liittyvät suhteeseen:

Riippuvuus siis V alkaen T suoraan verrannollinen, eli tilavuuden kasvaessa lämpötila kasvaa.

Aineen tiheys on suhteessa massaan m ja äänenvoimakkuus V suhde:

Siis vakiomassassa m riippuvuus ρ alkaen V kääntäen verrannollinen, eli jos tilavuus kasvaa, tiheys pienenee.

Oikea vastaus: 12.

12. Kuvassa on kaavio neljästä peräkkäisestä muutoksesta 2 moolissa ihanteellista kaasua. Missä prosessissa kaasun työ on suuruudeltaan positiivinen ja minimaalinen, ja missä ulkoisten voimien työ on positiivinen ja minimaalinen? Yhdistä nämä prosessit kaavion prosessinumeroihin. Valitse ensimmäisen sarakkeen kullekin kohdalle vastaava paikka toisesta sarakkeesta ja kirjoita valitut numerot taulukkoon vastaavien kirjainten alle.

Kaasun työ on numeerisesti yhtä suuri kuin kaasuprosessin kaavion alla oleva pinta-ala koordinaatteina. Etumerkissä se on positiivinen prosessissa, joka tapahtuu volyymin kasvaessa, ja negatiivinen päinvastaisessa tapauksessa. Ulkoisten voimien työ puolestaan ​​on itseisarvoltaan yhtä suuri ja etumerkillisesti päinvastainen kuin kaasun työ samassa prosessissa.

Toisin sanoen kaasun työ on positiivinen prosesseissa 1 ja 2. Samaan aikaan prosessissa 2 se on pienempi kuin prosessissa 1, koska kuvassa olevan keltaisen puolisuunnikkaan pinta-ala on pienempi kuin ruskea trapetsi:

Päinvastoin, kaasun työ on negatiivinen prosesseissa 3 ja 4, mikä tarkoittaa, että näissä prosesseissa ulkoisten voimien työ on positiivista. Lisäksi prosessissa 4 se on pienempi kuin prosessissa 3, koska kuvan sinisen puolisuunnikkaan pinta-ala on pienempi kuin punaisen puolisuunnikkaan pinta-ala:

Oikea vastaus on siis 42.

Tämä oli viimeinen tehtävä aiheesta "Molekyylifysiikka ja termodynamiikka" fysiikan tentin ensimmäisestä osasta. Etsi mekaniikan tehtävien analyysi.

Materiaalin on valmistanut Sergey Valerievich