Moleküler Kinetik Teori kimyasal bir maddenin en küçük parçacıkları olarak atomların ve moleküllerin varlığı fikrine dayanan maddenin yapısı ve özellikleri doktrini olarak adlandırılır. Moleküler kinetik teori üç ana hükme dayanmaktadır:

• Tüm maddeler - sıvı, katı ve gaz halinde - en küçük parçacıklardan oluşur - moleküller, kendilerinden oluşan atomlar("temel moleküller"). Bir kimyasal maddenin molekülleri basit veya karmaşık olabilir ve bir veya daha fazla atomdan oluşabilir. Moleküller ve atomlar elektriksel olarak nötr parçacıklardır. Belirli koşullar altında, moleküller ve atomlar ek bir elektrik yükü kazanabilir ve pozitif veya negatif iyonlara (sırasıyla, anyonlar ve katyonlar) dönüşebilir.
• Atomlar ve moleküller, hızı sıcaklığa bağlı olan ve doğası maddenin kümelenme durumuna bağlı olan sürekli kaotik hareket ve etkileşim içindedir.
• Parçacıklar, doğaları gereği elektriksel olan kuvvetlerle birbirleriyle etkileşirler. Parçacıklar arasındaki yerçekimi etkileşimi ihmal edilebilir.

Atom- bir elementin kimyasal olarak bölünemeyen en küçük parçacığı (demir, helyum, oksijen atomu). molekül- kimyasal özelliklerini koruyan bir maddenin en küçük parçacığı. Bir molekül bir veya daha fazla atomdan (su - H 2 O - 1 oksijen atomu ve 2 hidrojen atomu) oluşur. Ve o- bir veya daha fazla elektronun fazla olduğu (veya yeterli elektronun olmadığı) bir atom veya molekül.

Moleküller son derece küçüktür. Basit tek atomlu moleküllerin boyutu 10-10 m arasındadır, karmaşık çok atomlu moleküller yüzlerce ve binlerce kat daha büyük olabilir.

Moleküllerin rastgele, rastgele hareketine termal hareket denir. Termal hareketin kinetik enerjisi artan sıcaklıkla artar. Düşük sıcaklıklarda, moleküller bir sıvı veya katı halinde yoğunlaşır. Sıcaklık arttıkça molekülün ortalama kinetik enerjisi büyür, moleküller birbirinden ayrılır ve gaz halinde bir madde oluşur.

Katılarda, moleküller sabit merkezler (denge konumları) etrafında rastgele salınımlar gerçekleştirir. Bu merkezler, uzayda düzensiz bir şekilde (amorf cisimler) yer alabilir veya düzenli toplu yapılar (kristal cisimler) oluşturabilir.

Sıvılarda, moleküller termal hareket için çok daha fazla özgürlüğe sahiptir. Belirli merkezlere bağlı değildirler ve sıvının tüm hacmi boyunca hareket edebilirler. Bu, sıvıların akışkanlığını açıklar.

Gazlarda, moleküller arasındaki mesafeler genellikle boyutlarından çok daha büyüktür. Bu kadar büyük mesafelerde moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri küçüktür ve her molekül, başka bir molekülle veya damar duvarı ile bir sonraki çarpışmaya kadar düz bir çizgi boyunca hareket eder. Normal koşullar altında hava molekülleri arasındaki ortalama mesafe yaklaşık 10-8 m'dir, yani moleküllerin boyutundan yüzlerce kat daha fazladır. Moleküller arasındaki zayıf etkileşim, gazların genleşme ve kabın tüm hacmini doldurma yeteneğini açıklar. Limitte, etkileşim sıfıra yaklaştığında ideal gaz kavramına geliriz.

Ideal gaz molekülleri elastik çarpışma süreçleri dışında birbirleriyle etkileşime girmeyen ve madde noktaları olarak kabul edilen bir gazdır.

Moleküler kinetik teoride, bir maddenin miktarının tanecik sayısıyla orantılı olduğu kabul edilir. Bir maddenin miktar birimine mol (mol) denir. köstebek- 0.012 kg karbon 12 C'deki atomlarla aynı sayıda parçacık (molekül) içeren bir maddenin miktarıdır. Bir karbon molekülü bir atomdan oluşur. Böylece, herhangi bir maddenin bir molü aynı sayıda parçacık (molekül) içerir. Bu numara denir sabit Avogadro: N A \u003d 6.022 10 23 mol -1.

Avogadro sabiti, moleküler kinetik teorideki en önemli sabitlerden biridir. Madde miktarı bir sayının oranı olarak tanımlanır N Avogadro sabitine göre maddenin parçacıkları (molekülleri) N A, veya kütlenin molar kütleye oranı olarak:

Bir mol maddenin kütlesine molar kütle denir M. Molar kütle, kütlenin ürününe eşittir m Avogadro sabiti başına belirli bir maddenin bir molekülünün 0'ı (yani, bir moldeki partikül sayısı). Molar kütle, mol başına kilogram (kg/mol) olarak ifade edilir. Molekülleri bir atomdan oluşan maddeler için genellikle atom kütlesi terimi kullanılır. Periyodik tabloda molar kütle, mol başına gram olarak verilir. Böylece, başka bir formülümüz var:

nerede: M- molar kütle, N A, Avogadro'nun sayısıdır, m 0, maddenin bir parçacığının kütlesidir, N- maddenin kütlesinde bulunan maddenin partikül sayısı m. Ayrıca, konsepte ihtiyacımız var. konsantrasyon(birim hacimdeki partikül sayısı):

Bir cismin yoğunluğu, hacmi ve kütlesinin aşağıdaki formülle ilişkili olduğunu da hatırlayın:

Sorun bir madde karışımı ile ilgiliyse, o zaman maddenin ortalama molar kütlesinden ve ortalama yoğunluğundan bahsederler. Ortalama düzensiz hareket hızının hesaplanmasında olduğu gibi, bu miktarlar karışımın toplam kütleleri tarafından belirlenir:

Bir maddenin toplam miktarının her zaman karışımın içerdiği maddelerin miktarlarının toplamına eşit olduğunu ve hacmine dikkat etmeniz gerektiğini unutmayın. Gaz karışımı hacmi olumsuzluk karışımdaki gazların hacimlerinin toplamına eşittir. Yani 1 metreküp hava 1 metreküp oksijen, 1 metreküp azot, 1 metreküp karbondioksit vb. içerir. Katılar ve sıvılar için (şartta aksi belirtilmedikçe), karışımın hacminin, parçalarının hacimlerinin toplamına eşit olduğu varsayılabilir.

İdeal bir gazın MKT'sinin temel denklemi

Hareketleri sırasında gaz molekülleri sürekli olarak birbirleriyle çarpışır. Bu nedenle, hareketlerinin özellikleri değişir, bu nedenle, moleküllerin momentumlarından, hızlarından, kinetik enerjilerinden bahsederken, her zaman bu miktarların ortalama değerleri anlamına gelir.

Normal koşullar altında gaz moleküllerinin diğer moleküllerle çarpışma sayısı saniyede milyonlarca kez ölçülür. Moleküllerin boyutunu ve etkileşimini ihmal edersek (ideal gaz modelinde olduğu gibi), ardışık çarpışmalar arasında moleküllerin düzgün ve doğrusal hareket ettiğini varsayabiliriz. Doğal olarak gazın bulunduğu kabın duvarına doğru uçan molekül de duvarla çarpışma yaşar. Moleküllerin birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla olan tüm çarpışmaları, kesinlikle esnek top çarpışmaları olarak kabul edilir. Bir molekül bir duvarla çarpıştığında, molekülün momentumu değişir, bu da moleküle duvarın yanından bir kuvvetin etki ettiği anlamına gelir (Newton'un ikinci yasasını hatırlayın). Ancak Newton'un üçüncü yasasına göre, zıt yönde yönlendirilen tam olarak aynı kuvvetle, molekül duvara etki eder ve ona baskı uygular. Tüm moleküllerin damar duvarı üzerindeki tüm etkilerinin toplamı, gaz basıncının ortaya çıkmasına neden olur. Gaz basıncı, moleküllerin kap duvarlarıyla çarpışmasının bir sonucudur. Moleküller için duvar veya başka bir engel yoksa, basınç kavramının kendisi anlamını kaybeder. Örneğin, odanın ortasındaki basınçtan bahsetmek tamamen bilim dışıdır, çünkü orada moleküller duvara baskı yapmaz. Öyleyse, oraya bir barometre yerleştirdiğimizde, bir tür basınç gösterdiğini görünce neden şaşırıyoruz? Doğru şekilde! Çünkü barometrenin kendisi, moleküllerin üzerine bastığı duvarın ta kendisidir.

Basınç, moleküllerin damar duvarına çarpmasının bir sonucu olduğundan, değerinin tek tek moleküllerin özelliklerine bağlı olması gerektiği açıktır (ortalama özelliklerde, elbette, tüm moleküllerin hızlarının farklı olduğunu hatırlarsınız). Bu bağımlılık ifade edilir ideal bir gazın moleküler-kinetik teorisinin temel denklemi:

nerede: p- gaz basıncı, n moleküllerinin konsantrasyonudur, m 0 - bir molekülün kütlesi, v kv - rms hızı (denklemin kendisinin rms hızının karesi olduğuna dikkat edin). Bu denklemin fiziksel anlamı, bir bütün olarak tüm gazın özellikleri (basınç) ile tek tek moleküllerin hareket parametreleri, yani makro ve mikro dünya arasındaki bağlantı arasında bir bağlantı kurmasıdır.

Temel MKT denkleminin sonuçları

Önceki paragrafta belirtildiği gibi, moleküllerin termal hareket hızı maddenin sıcaklığına göre belirlenir. İdeal bir gaz için bu bağımlılık basit formüllerle ifade edilir. kök ortalama kare hız gaz moleküllerinin hareketi:

nerede: k= 1.38~10 –23 J/K – Boltzmann sabiti, T mutlak sıcaklıktır. Hemen bir rezervasyon yapalım, tüm görevlerde tereddüt etmeden, sıcaklığı Santigrat dereceden kelvinlere dönüştürmeniz gerekir (ısı dengesi denklemindeki görevler hariç). Üç sabit yasası:

nerede: R\u003d 8.31 J / (mol ∙ K) - Evrensel gaz sabiti. Bir sonraki önemli formül, formüldür. gaz moleküllerinin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi:

Moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisinin yalnızca sıcaklığa bağlı olduğu ve belirli bir sıcaklıkta tüm moleküller için aynı olduğu ortaya çıktı. Ve son olarak, temel MKT denkleminden en önemli ve sık kullanılan sonuçlar aşağıdaki formüllerdir:

Sıcaklık ölçümü

Sıcaklık kavramı, termal denge kavramıyla yakından ilişkilidir. Birbirleriyle temas halinde olan cisimler enerji alışverişinde bulunabilirler. Termal temas sırasında bir vücuttan diğerine aktarılan enerjiye ısı miktarı denir.

Termal denge- bu, bir vücuttan diğerine ısı transferinin olmadığı ve vücutların tüm makroskopik parametrelerinin değişmeden kaldığı, termal temas halindeki bir vücut sisteminin böyle bir durumudur. Hava sıcaklığı termal dengedeki tüm cisimler için aynı olan fiziksel bir parametredir.

Sıcaklığı ölçmek için fiziksel aletler kullanılır - sıcaklık değerinin bazı fiziksel parametrelerdeki bir değişiklikle değerlendirildiği termometreler. Bir termometre oluşturmak için, bir termometrik madde (örneğin, cıva, alkol) ve maddenin özelliğini karakterize eden bir termometrik miktar (örneğin, bir cıva veya alkol sütununun uzunluğu) seçmek gerekir. Çeşitli termometre tasarımları, bir maddenin çeşitli fiziksel özelliklerini kullanır (örneğin, katıların doğrusal boyutlarındaki bir değişiklik veya ısıtıldığında iletkenlerin elektrik direncindeki bir değişiklik).

Termometreler kalibre edilmelidir. Bunu yapmak için, sıcaklıkları verilen kabul edilen cisimlerle termal temasa getirilirler. Çoğu zaman, çevre ile ısı alışverişine rağmen sıcaklığın değişmeden kaldığı basit doğal sistemler kullanılır - bu, normal atmosferik basınçta kaynarken bir buz ve su karışımı ve su ve buhar karışımıdır. Santigrat sıcaklık ölçeğinde, buzun erime noktası 0 ° C'lik bir sıcaklık ve suyun kaynama noktası: 100 ° C olarak atanır. 0°C ve 100°C işaretleri arasındaki termometrenin kılcal damarlarındaki sıvı kolonunun uzunluğundaki uzunluğun yüzde biri kadar değişimin 1°C olduğu varsayılır.

İngiliz fizikçi W. Kelvin (Thomson) 1848'de yeni bir sıcaklık ölçeği (Kelvin ölçeği) oluşturmak için sıfır gaz basıncı noktasının kullanılmasını önerdi. Bu ölçekte, sıcaklık birimi Celsius ölçeğindekiyle aynıdır, ancak sıfır noktası kaydırılır:

Bu durumda 1ºº sıcaklık değişimi 1 K sıcaklık değişimine karşılık gelir. Celsius ve Kelvin ölçeklerindeki sıcaklık değişimleri eşittir. SI sisteminde Kelvin ölçeğindeki sıcaklık ölçüm birimine kelvin denir ve K harfi ile gösterilir. Örneğin oda sıcaklığı T Kelvin ölçeğinde C \u003d 20 ° C eşittir T K = 293 K. Kelvin sıcaklık ölçeğine mutlak sıcaklık ölçeği denir. Fiziksel teorilerin yapımında en uygun olduğu ortaya çıkıyor.

İdeal gaz hal denklemi veya Clapeyron-Mendeleev denklemi

İdeal bir gaz için hal denklemi temel MKT denkleminin bir başka sonucudur ve şu şekilde yazılır:

Bu denklem, ideal bir gazın durumunun ana parametreleri arasında bir ilişki kurar: basınç, hacim, madde miktarı ve sıcaklık. Bu parametrelerin birbiriyle bağlantılı olması çok önemlidir, herhangi birindeki değişiklik kaçınılmaz olarak en az bir tanesinde daha değişikliğe yol açacaktır. Bu nedenle bu denkleme ideal gazın durum denklemi denir. İlk önce Clapeyron tarafından bir mol gaz için keşfedildi ve daha sonra Mendeleev tarafından daha fazla sayıda mol durumuna genelleştirildi.

Gaz sıcaklığı ise T n \u003d 273 K (0 ° C) ve basınç p n \u003d 1 atm \u003d 1 10 5 Pa, sonra gazın olduğunu söylüyorlar normal koşullar.

gaz yasaları

Hangi kanunu ve hangi formülü uygulayacağınızı biliyorsanız, gaz parametrelerini hesaplama problemlerini çözmek büyük ölçüde basitleşir. Öyleyse, temel gaz yasalarını ele alalım.

1. Avogadro yasası. Herhangi bir maddenin bir molü, Avogadro sayısına eşit, aynı sayıda yapısal eleman içerir.

2. Dalton yasası. Bir gaz karışımının basıncı, bu karışıma dahil olan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir:

Bir gazın kısmi basıncı, diğer tüm gazların karışımdan aniden kaybolması durumunda üreteceği basınçtır. Örneğin hava basıncı, nitrojen, oksijen, karbon dioksit ve diğer safsızlıkların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Bu durumda, karışımdaki gazların her biri, kendisine sağlanan hacmin tamamını kaplar, yani gazların her birinin hacmi, karışımın hacmine eşittir.

3. Boyle-Mariotte Yasası. Gazın kütlesi ve sıcaklığı sabit kalırsa, gazın basıncı ile hacminin çarpımı değişmez, bu nedenle:

Sabit bir sıcaklıkta meydana gelen bir sürece izotermal denir. Boyle-Mariotte yasasının bu basit biçiminin yalnızca gazın kütlesi sabit kaldığında geçerli olduğuna dikkat edin.

4. Gay-Lussac Yasası. Gay-Lussac yasasının kendisi, sınavlara hazırlanırken özel bir değere sahip değildir, bu yüzden biz sadece onun bir sonucunu vereceğiz. Gazın kütlesi ve basıncı sabit kalırsa, gazın hacminin mutlak sıcaklığına oranı değişmez, bu nedenle:

Sabit basınçta meydana gelen bir sürece izobarik veya izobarik denir. Gay-Lussac yasasının bu basit biçiminin yalnızca gazın kütlesi sabit kaldığında geçerli olduğuna dikkat edin. Sıcaklığı santigrat dereceden kelvin'e çevirmeyi unutmayın.

5. Charles yasası. Gay-Lussac yasası gibi, Charles yasası da tam formülasyonunda bizim için önemli değil, bu yüzden sadece onun bir sonucunu vereceğiz. Bir gazın kütlesi ve hacmi sabit kalırsa, gaz basıncının mutlak sıcaklığına oranı değişmez, bu nedenle:

Sabit hacimde meydana gelen bir sürece izokorik veya izokorik denir. Charles yasasının bu basit biçiminin yalnızca gazın kütlesi aynı kaldığında geçerli olduğuna dikkat edin. Sıcaklığı santigrat dereceden kelvin'e çevirmeyi unutmayın.

6. Evrensel gaz yasası (Clapeyron). Sabit bir gaz kütlesinde, basıncının ve hacminin ürününün sıcaklığa oranı değişmez, bu nedenle:

Kütlenin aynı kalması gerektiğine dikkat edin ve kelvinleri unutmayın.

Yani, birkaç gaz yasası var. Bir problemi çözerken bunlardan birini kullanmanız gerektiğini gösteren işaretleri sıralıyoruz:

1. Avogadro yasası, molekül sayısı hakkında konuştuğumuz tüm problemler için geçerlidir.
2. Dalton yasası, bir gaz karışımı içeren tüm problemler için geçerlidir.
3. Charles yasası, gaz hacminin değişmediği problemlerde kullanılır. Genellikle bu ya açıkça belirtilir ya da problem "pistonsuz kapalı bir kapta gaz" kelimelerini içerir.
4. Gaz basıncı değişmeden kalırsa Gay-Lussac yasası geçerlidir. Problemlerde "hareketli bir pistonla kapatılmış bir kapta gaz" veya "açık bir kapta gaz" kelimelerini arayın. Bazen gemi hakkında hiçbir şey söylenmez, ancak şartla atmosferle iletişim kurduğu açıktır. Ardından, atmosfer basıncının her zaman değişmeden kaldığı varsayılır (durumda aksi belirtilmedikçe).
5. Boyle-Mariotte yasası. Burası en zor olanıdır. Peki, sorun gazın sıcaklığının değişmediğini söylüyorsa. Durum "yavaşça" kelimesini içeriyorsa biraz daha kötüdür. Örneğin, bir gaz yavaşça sıkıştırılır veya yavaşça genişletilir. Gazın ısı ileten bir piston tarafından kapatıldığı söylenirse daha da kötüdür. Son olarak, sıcaklık hakkında hiçbir şey söylenmezse çok kötüdür, ancak durumdan değişmediği varsayılabilir. Genellikle bu durumda, öğrenciler umutsuzluktan Boyle-Mariotte yasasını uygularlar.
6. Evrensel gaz yasası. Gazın kütlesi sabitse (örneğin gaz kapalı bir kaptaysa) kullanılır, ancak diğer tüm parametrelerin (basınç, hacim, sıcaklık) değişmesi koşuluyla açıktır. Genel olarak, evrensel yasa yerine, genellikle Clapeyron-Mendeleev denklemini kullanabilirsiniz, doğru cevabı alacaksınız, sadece her formülde iki ekstra harf yazacaksınız.

İzoproseslerin grafiksel gösterimi

Fiziğin birçok dalında niceliklerin birbirine bağımlılığı uygun bir şekilde grafiksel olarak gösterilmektedir. Bu, proses sisteminde meydana gelen parametreler arasındaki ilişkinin anlaşılmasını kolaylaştırır. Bu yaklaşım moleküler fizikte çok sık kullanılır. İdeal bir gazın durumunu tanımlayan ana parametreler basınç, hacim ve sıcaklıktır. Problemleri çözmek için grafiksel yöntem, bu parametrelerin ilişkisini çeşitli gaz koordinatlarında göstermekten ibarettir. Üç ana gaz koordinatı türü vardır: ( p; V), (p; T) ve ( V; T). Bunların yalnızca temel (en yaygın koordinat türleri) olduğuna dikkat edin. Problemlerin ve testlerin yazarlarının hayal gücü sınırlı değildir, bu nedenle diğer koordinatları karşılayabilirsiniz. Öyleyse, ana gaz süreçlerini ana gaz koordinatlarında gösterelim.

İzobarik süreç (p = const)

Bir izobarik süreç, sabit basınç ve gaz kütlesinde meydana gelen bir süreçtir. İdeal bir gazın hal denkleminden aşağıdaki gibi, bu durumda hacim sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. Koordinatlarda izobarik sürecin grafikleri R–V; V–T ve R–T aşağıdaki forma sahip olun:

V–T koordinatlar tam olarak orijine yönlendirilir, ancak bu grafik asla doğrudan orijinden başlayamaz, çünkü çok düşük sıcaklıklarda gaz sıvıya dönüşür ve hacmin sıcaklığa bağımlılığı değişir.

İzokorik süreç (V = const)

Bir izokorik işlem, kaptaki madde miktarının değişmeden kalması koşuluyla, bir gazın sabit bir hacimde ısıtılması veya soğutulması işlemidir. İdeal bir gazın hal denkleminden aşağıdaki gibi, bu koşullar altında bir gazın basıncı mutlak sıcaklığıyla doğru orantılı olarak değişir. Koordinatlarda izokorik sürecin grafikleri R–V; R–T ve V–T aşağıdaki forma sahip olun:

Grafiğin devamında dikkat edin. p–T koordinatlar tam olarak orijine yönlendirilir, ancak çok düşük sıcaklıklarda gaz bir sıvıya dönüştüğü için bu grafik asla doğrudan orijinden başlayamaz.

İzotermal süreç (T = const)

Bir izotermal süreç, sabit bir sıcaklıkta gerçekleşen bir süreçtir. İdeal bir gazın hal denkleminden, sabit bir sıcaklıkta ve kaptaki sabit miktarda maddede, gaz basıncının ürünü ile hacminin sabit kalması gerektiği sonucu çıkar. Koordinatlarda izotermal sürecin grafikleri R–V; R–T ve V–T aşağıdaki forma sahip olun:

Moleküler fizikte grafikler üzerinde görevler gerçekleştirirken olumsuzluk Koordinatları karşılık gelen eksenler boyunca yerleştirmek için özel bir hassasiyet gereklidir (örneğin, koordinatların p 1 ve p 2 iki durumlu gaz sistemi p(V) koordinatlarla çakıştı p 1 ve p sistemdeki bu durumlardan 2 tanesi p(T). Birincisi, bunlar farklı ölçeklerin seçilebileceği farklı koordinat sistemleridir ve ikincisi, bu, asıl şeyden - fiziksel durumun analizinden - uzaklaştıran gereksiz bir matematiksel formalitedir. Temel gereksinim, grafiklerin niteliksel görünümünün doğru olmasıdır.

izoprosesler

Bu tür problemlerde, üç ana gaz parametresinin tümü değiştirilir: basınç, hacim ve sıcaklık. Sadece gazın kütlesi sabit kalır. En basit durum, sorunun evrensel gaz yasasının yardımıyla "başından" çözülmesidir. Gazın durumundaki değişimi tanımlayan proses denklemini bulmanız veya bu denklemi kullanarak gaz parametrelerinin davranışını analiz etmeniz gerekiyorsa, bu biraz daha zordur. O zaman böyle davranmalısın. Bu süreç denklemini ve evrensel gaz yasasını (veya sizin için hangisi daha uygunsa Clapeyron-Mendeleev denklemini) yazın ve gereksiz miktarları sürekli olarak bunlardan hariç tutun.

Bir maddenin miktarında veya kütlesinde değişiklik

Aslında, bu tür görevlerde karmaşık bir şey yoktur. Sadece gaz yasalarının yerine getirilmediğini hatırlamak gerekir, çünkü bunların herhangi birinin formülasyonlarında "sabit bir kütlede" yazılır. Bu nedenle, basit hareket ediyoruz. Gazın ilk ve son halleri için Clapeyron-Mendeleev denklemini yazıp problemi çözüyoruz.

Bölmeler veya pistonlar

Bu tür problemlerde yine gaz kanunları uygulanır, ancak aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:

• İlk olarak, gaz bölmeden geçmez, yani geminin her bir parçasındaki gaz kütlesi değişmeden kalır ve böylece geminin her bir parçası için gaz yasaları yerine getirilir.
• İkinci olarak, bölme iletken değilse, kabın bir kısmındaki gaz ısıtıldığında veya soğutulduğunda, ikinci kısımdaki gazın sıcaklığı değişmeden kalacaktır.
• Üçüncüsü, eğer bölme hareketli ise, o zaman her bir belirli anda bölmenin her iki tarafındaki basınçlar eşittir (ancak her iki taraftaki bu eşit basınç zamanla değişebilir).
• Daha sonra gaz yasalarını her gaz için ayrı ayrı yazıp problemi çözüyoruz.

Gaz yasaları ve hidrostatik

Görevlerin özgüllüğü, basınçta sıvı sütununun basıncıyla ilişkili “ağırlıkları” hesaba katmanın gerekli olacağıdır. Buradaki seçenekler nelerdir:

• Bir gaz kabı su altına daldırılır. Kaptaki basınç şöyle olacaktır: p = p havale + ρgh, nerede: h- daldırma derinliği.
• Yatay tüp atmosferden bir cıva sütunu (veya başka bir sıvı) ile kapatılır. Tüpteki gazın basıncı tam olarak şuna eşittir: p = p atm atmosferik, çünkü yatay cıva sütunu gaza basınç uygulamaz.
• dikey gaz borusunun üst kısmı bir cıva sütunu (veya başka bir sıvı) ile kapatılır. Tüpteki gaz basıncı: p = p havale + ρgh, nerede: h cıva sütununun yüksekliğidir.
• Gazlı dikey dar bir tüp, açık ucu aşağı gelecek şekilde döndürülür ve bir cıva sütunu (veya başka bir sıvı) ile kilitlenir. Tüpteki gaz basıncı: p = p atm - ρgh, nerede: h cıva sütununun yüksekliğidir. Cıva sıkıştırmadığı, ancak gazı gerdiği için "-" işareti yerleştirilir. Öğrenciler genellikle cıvanın neden tüpten akmadığını sorarlar. Gerçekten de, tüp geniş olsaydı, cıva duvarlardan aşağı kayardı. Ve böylece tüp çok dar olduğu için yüzey gerilimi cıvanın ortasından kırılmasına ve hava almasına izin vermez ve içerideki gaz basıncı (atmosferden daha az) cıvanın dışarı akmasını engeller.

Tüpteki gazın basıncını doğru bir şekilde kaydetmeyi başardıktan sonra, gaz yasalarından birini uygulayın (genellikle Boyle-Mariotte, çünkü bu süreçlerin çoğu izotermal veya evrensel gaz yasası). Gaz için (hiçbir şekilde sıvı için değil) seçilen yasayı uygulayın ve sorunu çözün.

Vücutların termal genleşmesi

Sıcaklık arttıkça, maddenin parçacıklarının termal hareketinin yoğunluğu artar. Bu, moleküllerin birbirlerini daha "aktif olarak" ittiği gerçeğine yol açar. Bu nedenle, çoğu vücut ısıtıldığında boyut olarak artar. Tipik hatayı yapmayın, atomlar ve moleküller ısıtıldıklarında genleşmezler. Sadece moleküller arasındaki boşluklar artar. Gazların termal genleşmesi Gay-Lussac yasası ile tanımlanır. Sıvıların termal genleşmesi aşağıdaki yasaya uyar:

nerede: V 0, 0°С'deki sıvının hacmidir, V- bir sıcaklıkta t, γ sıvının hacimsel genleşme katsayısıdır. Lütfen bu konudaki tüm sıcaklıkların Santigrat derece cinsinden alınması gerektiğini unutmayın. Hacimsel genleşme katsayısı, sıvının türüne (ve çoğu problemde dikkate alınmayan sıcaklığa) bağlıdır. Lütfen katsayının 1 / ° C veya 1 / K olarak ifade edilen sayısal değerinin aynı olduğunu unutmayın, çünkü vücudu 1 ° C ısıtmak, 1 K ısıtmakla aynıdır (274 K değil) .

İçin katı gövde uzantıları Vücudun doğrusal boyutlarındaki, alanındaki ve hacmindeki değişimi tanımlayan üç formül kullanılır:

nerede: ben 0 , S 0 , V 0 - sırasıyla, 0 ° C'de vücudun uzunluğu, yüzey alanı ve hacmi, α vücudun doğrusal genişleme katsayısıdır. Doğrusal genleşme katsayısı cismin tipine (ve çoğu problemde dikkate alınmayan sıcaklığa) bağlıdır ve 1/°C veya 1/K olarak ölçülür.

Fizikteki tüm formülleri ve yasaları, matematikteki formülleri ve yöntemleri öğrenin. Aslında bunu yapmak da çok basit, fizikte sadece 200 kadar gerekli formül var, hatta matematikte biraz daha az. Bu konuların her birinde, temel düzeyde karmaşıklıktaki sorunları çözmek için de öğrenilebilen yaklaşık bir düzine standart yöntem vardır ve bu nedenle, dijital dönüşümün çoğunu doğru zamanda tamamen otomatik ve zorlanmadan çözer. Bundan sonra, sadece en zor görevleri düşünmeniz gerekecek.

Fizik ve matematikteki prova testinin üç aşamasına da katılın. Her iki seçeneği de çözmek için her RT iki kez ziyaret edilebilir. Yine DT'de, problemleri hızlı ve verimli bir şekilde çözebilme yeteneği, formül ve yöntem bilgisinin yanı sıra, zamanı doğru planlayabilmek, kuvvetleri dağıtabilmek ve en önemlisi cevap formunu doğru doldurabilmek de gereklidir. , cevapların ve görevlerin sayısını veya kendi soyadınızı karıştırmadan. Ayrıca, RT sırasında, DT'deki hazırlıksız bir kişi için çok sıra dışı görünebilecek görevlerde soru sorma tarzına alışmak önemlidir.

Bu üç noktanın başarılı, özenli ve sorumlu bir şekilde uygulanması, CT'de yapabileceğinizin maksimumu olan mükemmel bir sonuç göstermenize izin verecektir.

Bir hata mı buldunuz?

Size göründüğü gibi, eğitim materyallerinde bir hata bulduysanız, lütfen posta ile yazın. Ayrıca sosyal ağdaki () hata hakkında da yazabilirsiniz. Mektupta konuyu (fizik veya matematik), konunun veya testin adını veya numarasını, görevin numarasını veya metindeki (sayfa) yeri, sizce bir hata olduğunu belirtin. Ayrıca iddia edilen hatanın ne olduğunu da açıklayın. Mektubunuz gözden kaçmayacak, ya hata düzeltilecek ya da neden yanlış olmadığı size anlatılacaktır.

Amaç: USE kodlayıcısına göre moleküler fiziğin temel kavramlarının, yasalarının ve formüllerinin tekrarı

USE 2012'de test edilen içerik öğeleri:
1. BİT'in temel hükümleri.
2. Gazların, sıvıların ve katıların yapı modelleri.
3. İdeal gaz modeli.
4. İdeal bir gazın MKT'sinin temel denklemi.
5. Ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsü olarak mutlak sıcaklık
parçacıklar.
6. Mendeleev-Clapeyron denklemi.
7. İzoprosesler.
8. Sıvıların ve gazların karşılıklı dönüşümleri.
9. Doymuş ve doymamış buharlar. Hava nemi.
10. Maddenin kümelenme durumundaki değişiklik. erime ve
sertleşme.
11. Termodinamik: iç enerji, ısı miktarı, iş.
12. Termodinamiğin birinci yasası
13. Termodinamiğin ikinci yasası.
14. Termodinamiğin birinci yasasının izoproseslere uygulanması.
15.Isı motorlarının verimliliği.

ICB'nin temel hükümleri

Moleküler kinetik teori denir
maddenin yapısı ve özellikleri doktrini
atomların ve moleküllerin varlığı hakkında fikirler
bir kimyasalın en küçük parçacıkları.
BİT'in ana hükümleri:
1. Tüm maddeler - sıvı, katı ve gaz -
küçük parçacıklardan, moleküllerden oluşan
kendileri atomlardan oluşur.
2. Atomlar ve moleküller süreklidir
kaotik hareket.
3. Parçacıklar birbirleriyle kuvvetlerle etkileşir,
elektriksel bir yapıya sahip (çekilen ve
püskürtülür).

Atom. Molekül.

Atom en küçüğüdür
kimyasalın bir parçası
olan eleman
özellikleri,
yetenekli
bağımsız
varoluş.
molekül -
en küçük kararlı
maddenin parçacığı
atomlardan oluşan
bir veya daha fazla
kimyasal elementler,
ana korumak
Kimyasal özellikler
bu madde.

Molekül kütlesi. Madde miktarı.

Bağıl moleküler (veya atomik)
bir maddenin kütlesi oranıdır
kitleler
m0
M r maddeler için 1/12
belirli bir molekülün (veya atomun)
1
karbon atomunun kütlesi 12C.
m0C
madde miktarı 12
molekül sayısı
gövde, ancak göreceli birimlerle ifade edilir.
Bir köstebek içeren bir maddenin miktarıdır
atom sayısı kadar parçacık (molekül)
0.012 kg karbon 12C'de bulunur.
23
1
Anlamına geliyor
hiç
içerdiği maddeler
NA 6v 110mol
köstebek
aynı sayıda parçacık (molekül). Bu numara
Avogadro sabiti NA olarak adlandırılır.
Madde miktarı sayının oranına eşittir
Belirli bir vücuttaki moleküllerin sabit bir
Avogadro, yani
NA
1 mol maddenin molekül sayısı.
kilogram
3
m
AA
M
r10
m0 Yok
Bir maddenin molar kütlesine denir
kitle
köstebek
1 mol miktarında alınan madde.

Çoğu katının molekülleri
belli bir düzen içindedir.
Bu tür katılara denir
kristalli.
Parçacık hareketleri
denge pozisyonları etrafındaki dalgalanmalar.
Konum merkezlerini bağlarsak
taneciklerin dengesi, o zaman
doğru uzaysal ızgara,
kristal denir.
Moleküller arasındaki mesafeler karşılaştırılabilir
Moleküllerin büyüklüğü ile.
Ana özellikler: şeklini korur ve
Ses. Tek kristaller anizotropiktir.
Anizotropi, fiziksel bağımlılıktır.
kristaldeki yönden gelen özellikler.
l r0

Katıların, sıvıların ve gazların yapı modelleri

Moleküller arasındaki mesafeler
boyut olarak karşılaştırılabilir sıvılar
moleküller, bu nedenle sıvı küçüktür
küçülür.
Sıvı molekül salınım yapar
geçici pozisyona yakın
denge, başkalarıyla çarpışma
en yakın moleküller
çevre. zaman zaman o
atlamayı başarır
yapmaya devam etmek
diğer komşular arasındaki dalgalanmalar.
Moleküllerin "sıçramaları" boyunca meydana gelir
tüm yönler aynı
açıklayan frekans
bir sıvının akışkanlığı ve ne olduğu
gemi şeklini alır
l r0

Katıların, sıvıların ve gazların yapı modelleri

Gaz molekülleri arasındaki mesafe
Kendilerinden çok daha büyük
moleküller, böylece gaz sıkıştırılabilir, böylece
hacminin birkaç kat azalacağını
bir Zamanlar.
Büyük hızlara sahip moleküller
arasındaki boşlukta hareket
çatışmalar Sırasında
çarpışma molekülleri önemli ölçüde değişir
hareket hızı ve yönü.
Moleküller çok zayıf çekilir
birbirlerine, bu yüzden gazlar yok
kendi formu ve kalıcı
Ses.
l r0

Moleküllerin termal hareketi

Rastgele kaotik hareket
moleküllere termal denir
hareket. Kanıt
termal hareket
Brown hareketi ve difüzyon.
Brown hareketi termaldir
küçük parçacıkların hareketi
sıvı veya gaz içinde asılı,
darbe altında meydana gelen
çevresel moleküller.
Difüzyon fenomendir
iki veya daha fazla penetrasyon
birbirleriyle temas eden maddeler
arkadaş.
Difüzyon hızı şunlara bağlıdır:
maddenin toplam hali ve
vücut ısısı.

10. Madde parçacıklarının etkileşimi

Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri.
Moleküller arasında çok küçük mesafelerde
itici güçler bulunmalıdır.
2 - 3 çapı aşan mesafelerde
moleküller, çekici kuvvetler hareket eder.

11. İdeal gaz modeli

İdeal bir gaz teorik bir modeldir
gaz, boyutları ve
gaz parçacıklarının etkileşimleri ve dikkate
sadece esnek çarpışmaları.
İdeal bir gazın kinetik modelinde
moleküller ideal olarak kabul edilir
arasında etkileşime giren elastik toplar
kendisi ve duvarlar ile sadece elastik sırasında
çarpışmalar
Tüm moleküllerin toplam hacmi varsayılır
geminin hacmine kıyasla küçük,
gazın bulunduğu yer.
Damar duvarı ile çarpışan gaz molekülleri
ona baskı yapıyor.
Mikroskobik parametreler: kütle,
hız, moleküllerin kinetik enerjisi.
Makroskopik parametreler: basınç,
hacim, sıcaklık.

12. MKT gazlarının temel denklemi

İdeal bir gazın basıncı üçte ikidir.
ortalama öteleme kinetik enerjisi
birim hacimde bulunan moleküllerin hareketi
burada n = N / V, moleküllerin konsantrasyonudur (yani, sayı
kabın birim hacmi başına moleküller)
Dalton yasası: Bir karışımdaki basınç kimyasal olarak
etkileşmeyen gazlar toplamına eşittir
kısmi basınçlar
p = p1 + p2 + p3

13. Mutlak sıcaklık

Sıcaklık, vücudun ısınma derecesini karakterize eder.
Termal denge sistemin durumudur
termal temas halindeki cisimler, içinde hiçbir
bir vücuttan diğerine ısı transferi gerçekleşir ve
vücutların tüm makroskopik parametreleri kalır
değişmemiş.
Sıcaklık fiziksel bir parametredir, aynı
Termal dengedeki tüm cisimler için.
Sıcaklık fiziksel kullanılarak ölçülür
cihazlar - termometreler.
mümkün olan minimum bir sıcaklık vardır.
moleküllerin kaotik hareketini durdurur.
Mutlak sıfır sıcaklık denir.
Kelvin sıcaklık ölçeğine mutlak sıcaklık denir.
sıcaklık ölçeği.
273

14. Mutlak sıcaklık

Kaotik hareketin ortalama kinetik enerjisi
gaz molekülleri mutlak ile doğru orantılıdır
hava sıcaklığı.
3
EKT
2
2
p nE p nkT
3
k - Boltzmann sabiti - içindeki sıcaklığı ilişkilendirir
Kelvin cinsinden sıcaklık ile enerji birimleri
Sıcaklık, ortalama kinetik enerjinin bir ölçüsüdür
Moleküllerin translasyon hareketi.
Aynı basınç ve sıcaklıklarda, konsantrasyon
Moleküller tüm gazlar için aynıdır.
Avogadro yasası: aynı anda eşit hacimde gazlarda
sıcaklıklar ve basınçlar aynı sayıyı içerir
moleküller

15. Mendeleev-Clapeyron denklemi

İdeal bir gaz için durum denklemi, arasındaki ilişkidir.
ideal bir gazın parametreleri - basınç, hacim ve
durumunu belirleyen mutlak sıcaklık.
pVRT
m
RT
M
R kN A 8.31
J
mol K
R evrensel gaz sabitidir.
Avogadro yasası: normal koşullar altında herhangi bir gazın bir molü
0.0224 m3/mol'e eşit V0 hacmini kaplar.
Durum denkleminden basınç arasındaki ilişkiyi takip eder,
ideal bir gazın hacmi ve sıcaklığı
herhangi iki eyalette olmak.
Clapeyron denklemi
pV
pV
1 1
T1
2 2
T2
yapı

16. İzoprosesler

İzoprosesler, içinde bulundukları süreçlerdir.
parametrelerden biri (p, V veya T) kalır
değişmemiş.
İzotermal süreç (T = const) –
durum değiştirme süreci
termodinamik sistem, akış
sabit sıcaklıkta T.
Boyle-Mariotte yasası: belirli bir gaz için
kütle, bir gazın üzerindeki basıncının ürünüdür.
Gazın sıcaklığı sabit değilse hacim sabittir.
değişiyor.
const
pV sabit p
V
T3 > T2 > T1

17. İzoprosesler

İzokorik süreç, değişim sürecidir.

sabit hacim.
Charles yasası: belirli bir kütleye sahip bir gaz için
basıncın sıcaklığa oranı sabittir,
ses seviyesi değişmezse.
p
sabit p sabit T
T
V3 > V2 > V1

18. İzoprosesler

İzobarik süreç, değişim sürecidir.
termodinamik sistemin durumu
sabit basınç.
Gay-Lussac yasası: belirli bir kütleye sahip bir gaz için
hacmin sıcaklığa oranı sabit ise
gaz basıncı değişmez.
V
V V0 1 t
const V const T
T
Sabit basınçta ideal bir gazın hacmi
sıcaklıkla lineer olarak değişir.
burada V0, 0 °C sıcaklıktaki gazın hacmidir.
α = 1/273.15 K–1 - hacimsel sıcaklık katsayısı
gazların genişlemesi.
p3 > p2 > p1

19. Sıvıların ve gazların karşılıklı dönüşümleri

Buharlaşma maddenin transferidir.
sıvı halden gaz haline.
Yoğuşma, bir maddenin maddeden geçişidir.
gaz halinden sıvıya.
Buharlaşma buharlaşmadır
serbest yüzeyden gelen
sıvılar.
Moleküler kinetik açısından
teori, buharlaşma bir süreçtir
sıvının yüzeyi en çok uçar
hızlı moleküller, kinetik enerji
ile bağlantılarının enerjisini aşan
sıvı moleküllerin geri kalanı. Yol açar
ortalama kinetik enerjide bir azalmaya
kalan moleküller, yani soğutma
sıvılar.
Yoğunlaşma salınımları
çevreye biraz ısı
Çarşamba.

20. Sıvıların ve gazların karşılıklı dönüşümleri Doymuş ve doymamış buharlar

Kapalı bir kapta, bir sıvı ve onun
steam bir durumda olabilir
dinamik denge ne zaman
yayılan moleküllerin sayısı
sıvı, molekül sayısına eşit,
sıvıya dönüş
buhar, yani süreçlerin hızı
buharlaşma ve yoğunlaşma
aynıdır.
ile dengede buhar
onların sıvısı denir
doymuş.
Doymuş buhar basıncı p0
bu maddenin bağlıdır
sıcaklığına bağlı değildir ve
Ses
Doymuş buhar basıncı yükselir
artışın bir sonucu olarak değil
sıvı sıcaklığı, ancak
artması nedeniyle
buhar moleküllerinin konsantrasyonu.
p0 nkT

21. Sıvıların ve gazların karşılıklı dönüşümleri Kaynama

Kaynama buharlaşmadır
sıvı boyunca meydana gelir.
sıvı kaynamaya başlar
hangi sıcaklıkta
doymuş buhar basıncı
basınca eşit olur
oluşan sıvı
yüzeydeki hava basıncı
sıvılar (dış basınç) ve
kolon hidrostatik basıncı
sıvılar.
Her sıvının kendi sıcaklığı vardır.
basınca bağlı olan kaynama
doymuş buhar. Basınç ne kadar düşükse
doymuş buhar, daha yüksek
karşılık gelen kaynama noktası
sıvılar

22. Nem

Nem, havadaki su miktarıdır
çift.
Belirli bir hacimde daha fazla su buharı bulunur.
hava, buhar doygunluğa ne kadar yakınsa. Daha yüksek
hava sıcaklığı, su buharı miktarı arttıkça
doyurmak için gereklidir.
Mutlak nem, su buharının yoğunluğudur
kg/m3 veya kısmi basıncı olarak ifade edilir - basınç
diğerleri olsaydı üreteceği su buharı
gazlar yoktu.
Bağıl nem oranıdır
mutlak hava nemi ile doymuş buhar yoğunluğu
aynı sıcaklıkta mı yoksa kısmi oranı mı
havadaki buhar basıncı, o zamandaki doymuş buhar basıncına
aynı sıcaklık.
p
100%;
100%
0
p0
Hava nemini belirlemek için higrometreler kullanılır:
yoğunlaşma ve saç; ve bir psikrometre.

23. Maddenin kümelenme durumundaki değişiklik: erime ve kristalleşme

Erime, bir maddenin maddeden geçişidir.
katı halden sıvıya.
katılaşma veya kristalleşme, bir maddenin sıvı halden sıvı hale geçişi
zor.
Maddenin bulunduğu sıcaklık
erimeye başlar denir
erime sıcaklığı.
Maddesinin erimesi sırasında
sıcaklık değişmez çünkü enerji,
madde tarafından alınan harcanır
kristal kafesin imhası. saat
katılaşma bir kristal oluşturur
kafes ve enerji serbest bırakılır ve
maddenin sıcaklığı değişmez.
Amorf cisimlerin belirli bir özelliği yoktur.
erime sıcaklığı.

24. Termodinamik

Termodinamik, termal süreçlerin teorisidir,
moleküler yapıyı dikkate almayan
tel.
Termodinamiğin temel kavramları:
Makroskopik sistem, aşağıdakilerden oluşan bir sistemdir:
çok sayıda parçacıktan.
Kapalı bir sistem, izole edilmiş bir sistemdir.
herhangi bir dış etki.
Denge durumu devlettir
makroskopik sistem,
durumunu karakterize eden parametreler,
Sistemin tüm bölümlerinde değişmeden kalır.
Termodinamikte bir sürece denir
zamanla vücudun durumundaki değişiklik.

25. İç enerji

Bir cismin iç enerjisi toplamıdır.
tüm moleküllerinin kinetik enerjisi ve
etkileşimlerinin potansiyel enerjisi.
İdeal bir gazın iç enerjisi
sadece kinetik enerji ile belirlenir
onun düzensiz ileri hareketi
moleküller.
3 m
3
sen
RT
YukarıV
2 milyon
2
İdeal bir monatomik yapının iç enerjisi
gaz sıcaklığı ile doğru orantılıdır.
İç enerji iki ile değiştirilebilir.
yollar: iş yapmak ve
ısı transferi.

26. Isı transferi

ısı transferi
kendiliğinden iletim süreci
cisimler arasında oluşan ısı
farklı sıcaklıklar ile.
Isı transferi türleri
Termal iletkenlik
Konveksiyon
Radyasyon

27. Isı miktarı

ısı miktarı denir
niceliksel değişim ölçüsü
vücudun iç enerjisi
ısı değişimi (ısı transferi).

vücudu ısıtmak veya onun tarafından atılmak
soğutma hakkında:
с – özgül ısı kapasitesi –
fiziksel miktar gösteren
ne kadar ısı gerekli
1 kg maddeyi 1 0C ısıtmak için.
sırasında açığa çıkan ısı miktarı
yakıtın tamamen yanması.
q – özgül yanma ısısı –

olduğunda açığa çıkan ısı miktarı
1 kg ağırlığındaki yakıtın tam yanması.
Q cm t2 t1
Qqm

28. Isı miktarı

için gereken ısı miktarı
kristal bir cismin erimesi veya
sertleşme sırasında vücut tarafından serbest bırakılır.
λ – özgül füzyon ısısı –
ne olduğunu gösteren değer
gereken ısı miktarı
kristal gövdeyi bilgilendir
1 kg ağırlığında, böylece bir sıcaklıkta
erime tamamen dönüştürmek
sıvı hal.
için gereken ısı miktarı
sıvının tam dönüşümü
maddelerin buhara dönüşmesi veya vücut tarafından atılması
yoğunlaşma sırasında.
r veya L - özgül ısı
buharlaşma - değer,
kaç tane gösteriyor
tersine çevirmek için ısı gerekir
1 kg sıvı olmadan buhara
sıcaklık değişiklikleri.
Q m
Qrm; QLm

29. Termodinamikte çalışmak

Termodinamikte, mekaniğin aksine,
bir bütün olarak vücudun hareketi olarak kabul edilmez,
ama sadece hareketli parçalar
birbirine göre makroskopik gövde
arkadaş. Sonuç olarak, vücudun hacmi değişir ve
hızı sıfır kalır.
Genişlerken, gaz yapar
pozitif çalışma A" \u003d pΔV. Çalışma A,
gaz üzerinde dış cisimler tarafından gerçekleştirilen
A" gazının çalışmasından sadece işarette farklıdır: A
= - A".
Basınç-hacim grafiğinde
iş, aşağıdaki şeklin alanı olarak tanımlanır.
takvim.

30. Termodinamiğin birinci yasası

Termodinamiğin birinci yasası korunum yasasıdır ve
termodinamik bir sistem için enerji dönüşümü.
Geçiş sırasında sistemin iç enerjisindeki değişim
bir durumdan diğerine işin toplamına eşittir
dış kuvvetler ve sisteme aktarılan ısı miktarı.
U A Q
İş dış kuvvetler tarafından değil de sistem tarafından yapılıyorsa:
soru
Sisteme aktarılan ısı miktarı
iç enerjisinde değişiklik ve taahhüt
dış cisimler üzerinde çalışma sistemi.

31. Termodinamiğin birinci yasasının çeşitli işlemlere uygulanması

izobarik süreç.
Sisteme aktarılan ısı miktarı,
soru
iç enerjisini değiştirmeye gider ve
harici çalışma sistemi tarafından performans
bedenler.
İzokorik süreç: V - const => A = 0
İç enerjideki değişim,
aktarılan ısı miktarı.
İzotermal süreç: T - const => ΔU = 0
Gaza aktarılan tüm ısı gider
iş yapmak için.
Adyabatik süreç: sistemde ilerler,
ile ısı alışverişi yapmayan
çevreleyen cisimler, yani Q=0
İç enerjideki değişim,
sadece iş yaparak.
u Q
KG
u bir

32. Termodinamiğin ikinci yasası

Tüm süreçler kendiliğinden gerçekleşir
belirli bir yön. Bunlar
geri döndürülemez. Isı her zaman aktarılır
sıcak gövdeden soğuğa ve mekanik
makroskopik cisimlerin enerjisi - içeriye.
Doğadaki süreçlerin yönü şunları gösterir:
termodinamiğin ikinci yasası.
R. Clausius (1822 - 1888): imkansız
ısıyı daha soğuk bir sistemden diğerine aktarın
başkalarının yokluğunda daha sıcak
her iki sistemde de eşzamanlı değişiklikler veya
çevreleyen bedenlerde.

33. Bir ısı motorunun verimliliği

Isı motorları cihazlardır
iç enerjiyi dönüştürmek
yakıt için mekanik.
Tüm AP'ler için çalışma sıvısı gazdır,
yakıtın yanması sonucu elde edilen
ısı miktarı Q1 yapar
genişlerken A" işi. Bölüm
ısı Q2 kaçınılmaz olarak aktarılır
buzdolabı, yani kayıp.
Yeterlik
ısı motoru denir
yapılan işin oranı
motor, ısı miktarına,
ısıtıcıdan alınan:
Carnot'un ideal ısı motoru
bir çalışma olarak ideal gaz
vücut mümkün olan maksimum
yeterlik:
Q1 Q2
Q1 Q2
Q1
Q1
maksimum
T1 T2
T1

34.

35.

1. termometre yüksek sıcaklıklar için tasarlanmamıştır
ve değiştirilmesi gerekiyor
2. termometre daha yüksek gösterir
hava sıcaklığı
3. termometre daha düşük sıcaklık gösterir
4. Termometre hesaplanan sıcaklığı gösterir

36.

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

37.

T, K
350
300
0
t(dk)
2
4
6
8
1. Suyun ısı kapasitesi zamanla artar
2. 5 dakika sonra tüm su buharlaştı
3. 350 K sıcaklıkta su havaya çok fazla ısı verir,
gazdan ne kadar alıyor
4. 5 dakika sonra su kaynamaya başlar

38.

1. Su hareket eder
katı hal
0C'de sıvı.
2. Su 1000C'de kaynar.
3. Suyun ısı kapasitesi
4200 J/(kg 0С) eşittir.
4. Isınması ne kadar uzun sürer
su, o kadar yüksek
hava sıcaklığı.

39.

1. Konum I'de, 1. gövdeden 2. gövdeye ısı transferi gerçekleştirilir.
2. Pozisyon II'de, 1. gövdeden 2. gövdeye ısı transferi gerçekleştirilir.
3. Herhangi bir pozisyonda gövdeden ısı transferi gerçekleştirilir 2
vücuda 1.
4. Isı transferi sadece II konumunda gerçekleştirilir.

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) Grafik A
V
V
V
2) Grafik B
3) Çizelge B
V
4) Çizelge G.

41.

1. sadece bir
2. sadece B
3. sadece B
4. A, B ve 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. İçinde
4. G
P, kPa
ANCAK
B
2
AT
1
0
G
1
2
3
V, m

45.

1. moleküllerin ortalama kinetik enerjisine eşit
sıvılar
2. Ortalama kinetik enerjiyi aşıyor
sıvı moleküller
3. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisinden daha az
sıvılar
4. moleküllerin toplam kinetik enerjisine eşit
sıvılar

46.

1. 4 kat arttı
2. 2 kat azaldı
3. 2 kat arttı
4. Değişmedi
pV
sabit T
sabit p
T
V

47.

48.

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

49.

1.
2.
3.
4.
3 kat azaldı
3 kat arttı
9 kat arttı
değişmedi
2
pnE
3

50.

1.
2.
3.
4.
izobarik ısıtma
izokorik soğutma
izotermal sıkıştırma
izokorik ısıtma

51.

1. ısıtıcı gücü
2. suyun ısıtıldığı kabın maddesi
3. Atmosfer basıncı
4. başlangıç ​​suyu sıcaklığı

3. Bu ter gibi yüksek olduğunda

64.

1.
2.
3.
4.
sadece sıvı halde
sadece katı halde
hem sıvı hem de katı halde
hem sıvı hem de gaz halinde

65.

ISOPROSES ÖZELLİKLERİ
BAŞLIK
İZOPROSES
A) Gaza aktarılan ısının tamamı
iş yapıyor ve gazın iç enerjisi
değişmeden kalır.
1) izotermal
B) Gazın iç enerjisinde bir değişiklik meydana gelir.
sadece iş yaparak, çünkü
çevredeki cisimlerle ısı alışverişi olmaz.
2) izobarik
3) izokorik
4) adyabatik
ANCAK
B
1
4

66.

1
2
3

67.

1. Kutuyu ateşe verdikten sonra içindeki su
kavanozun ince duvarından sıcaktan ısıtılır
gaz yanma ürünleri. Ancak artan sıcaklıkla
su buharlaştı ve buhar basıncı arttı
yavaş yavaş havayı dışarı zorlayan kavanoz.
Su kaynadığında ve neredeyse tamamı buharlaştığında, hava
pratikte bankanın içinde yok. Baskı yapmak
bu durumda kavanozdaki doymuş buharlar eşit hale geldi
dış atmosfer basıncı.
2. Kavanoz ateşten alınıp bir kapakla kapatılıp soğutulduğunda
neredeyse oda sıcaklığına kadar soğuk su,
kavanozun içindeki sıcak su buharı soğudu ve pratik olarak
duvarlarında tamamen yoğunlaşmış,
dışarıya yoğuşma ısısı, soğuk su, sayesinde
duvarlardan ısı iletimi süreci.

68.

1. Clapeyron-Mendeleev denklemine göre
2.
kavanozdaki buhar basıncı keskin bir şekilde düştü - ilk olarak,
kavanozda kalan buharın kütlesini azaltmak ve ikincisi -
sıcaklıktaki düşüş nedeniyle. keskin olduğunu unutmayın
bankadaki baskının azalması şu şekilde de açıklanabilir:
sıcaklığı oda buharına düşürerek yoğunlaşırlar,
doymuş kalıyor, ancak basınçları çok fazla oluyor
bir sıcaklıkta suyun doymuş buhar basıncından daha az
kaynama (yaklaşık 40 kez).
Oda sıcaklığında doymuş basınç
su buharı atmosferik maddenin sadece küçük bir kısmıdır.
basınç (% 3-4'ten fazla değil), suladıktan sonra ince bir kavanoz
su bu büyük farkın etkisi altında olacak
dış basınç ve içeride düşük buhar basıncı. Bundan
nedeni ile kavanoza büyük sıkma basınçları etki etmeye başlayacaktır.
kavanozu düzleştirmeye çalışacak güçler. Bir kere
bu kuvvetler, olabilecek sınır değerini aşacaktır.
kutunun duvarlarına dayanacak, sonra düzleşecek ve keskin bir şekilde
hacimde azalacaktır.

69.

ilkine göre
termodinamik ısı miktarı,
buz eritmek için gerekli, ΔQ1
= λm, burada λ özgül ısıdır
eriyen buz. ΔQ2 - özet
Joule ısısı: ΔQ2 = ηPt. AT
verilen şartlara göre
ΔQ1 = 66 kJ ve ΔQ2 = 84 kJ, yani
∆Q1< ΔQ2, и поставленная задача
yapılabilir

70.

Termodinamiğin birinci yasasına göre, miktar
gaza aktarılan ısı Q, onu değiştirmeye gider
iç enerji ΔU ve bu gazın yaptığı iş
A, yani Q \u003d ΔU + A. Gaz ısıtıldığında,
izobarik genişlemesi. Bu süreçte gazın yaptığı iş
eşittir A = pΔV , burada gaz hacmindeki değişiklik ΔV = Sl = πR2l'dir.
Pistonun denge durumundan (şekle bakın) buluruz
gaz basıncı: pS = p0S + Mgcosα, nereden
mg çünkü
p p0
S
O zaman istenen değer eşittir
mg çünkü
U Q R l p0
2
R
2

71.

1. Berkov, A.V. vb. Tipik varyantların en eksiksiz sürümü
gerçek görevler USE 2010, Fizik [Metin]: için ders kitabı
mezunlar. bkz. ders kitabı kurumlar / A.V. Berkov, V.A. Mantarlar. - OOO
"Yayınevi Astrel", 2009. - 160 s.
2. Kasyanov, V.A. Fizik, 11. sınıf [Metin]: için bir ders kitabı
ortaokullar / V.A. Kasyanov. - LLC "Drofa", 2004. -
116 s.
3. Myakishev, G.Ya. vb. Fizik. 11. Sınıf [Metin]: ders kitabı
genel eğitim okulları / genel eğitim için ders kitabı
okullar G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev. - "Aydınlanma", 2009. - 166 s.
4. Açık fizik [metin, şekiller]/ http://www.physics.ru
5. Sınava Hazırlık / http://egephizika
6. Federal Pedagojik Ölçümler Enstitüsü. Kontrol
ölçüm malzemeleri (CMM) Fizik //[Elektronik kaynak]//
http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
7. Okulda fizik. Fizik - 10. sınıf. Moleküler fizik.
Moleküler-kinetik teori. Fizik çizimleri/
http://gannalv.narod.ru/mkt/
8. Bu muhteşem fizik / http://sfiz.ru/page.php?id=39

"A Alın" video kursu, matematik sınavını 60-65 puanla başarılı bir şekilde geçmek için gerekli tüm konuları içerir. Matematikte Profil KULLANIMI'nın 1-13 arasındaki tüm görevleri tamamlayın. Matematikte Temel KULLANIM'ı geçmek için de uygundur. Sınavı 90-100 puanla geçmek istiyorsanız 1. bölümü 30 dakikada ve hatasız çözmeniz gerekiyor!

10-11. sınıflar ve öğretmenler için sınava hazırlık kursu. Matematik sınavının 1. bölümünü (ilk 12 problem) ve problem 13'ü (trigonometri) çözmek için ihtiyacınız olan her şey. Ve bu, Birleşik Devlet Sınavında 70 puandan fazladır ve ne yüz puanlık bir öğrenci ne de bir hümanist onlarsız yapamaz.

Tüm gerekli teori. Sınavın hızlı çözümleri, tuzakları ve sırları. FIPI Bankası görevlerinden 1. bölümün tüm ilgili görevleri analiz edilmiştir. Kurs, USE-2018 gerekliliklerine tamamen uygundur.

Kurs, her biri 2,5 saat olan 5 büyük konu içerir. Her konu sıfırdan, basit ve net bir şekilde verilir.

Yüzlerce sınav görevi. Metin problemleri ve olasılık teorisi. Basit ve hatırlaması kolay problem çözme algoritmaları. Geometri. Teori, referans materyal, her türlü KULLANIM görevinin analizi. Stereometri. Çözmek için kurnaz hileler, faydalı hile sayfaları, mekansal hayal gücünün gelişimi. Sıfırdan trigonometri - görev 13'e. Tıkanmak yerine anlamak. Karmaşık kavramların görsel açıklaması. Cebir. Kökler, kuvvetler ve logaritmalar, fonksiyon ve türev. Sınavın 2. bölümünün karmaşık problemlerini çözmek için temel.

KULLANIM 2018. Fizik. Sınavı geçeceğim! Mekanik. Moleküler fizik. Tipik görevler. Demidova M.Yu., Gribov V.A., Gigolo A.I.

M.: 2018 - 204 s.

Modüler kurs “Sınavı geçeceğim! Fizik", Fizikte Birleşik Devlet Sınavı için Kontrol Ölçüm Materyalleri Geliştirme Federal Komisyonu üyeleri arasından bir yazar ekibi tarafından oluşturuldu. "Kendi kendine eğitim kursu" ve "Tipik görevler" kılavuzlarını içerir. Kurs, 10-11. sınıflardaki öğrencileri eyalet final sertifikasına hazırlamak için tasarlanmıştır. Derslerin sırası, modüler ilke temelinde fizikte sınav kağıdı mantığında sunulmaktadır. Her ders belirli bir sonuca yöneliktir ve sınav kağıdının belirli bir görevini tamamlamak için temel teorik bilgilerin ve pratik becerilerin gelişimini içerir. Kılavuz, inceleme çalışmasının mantığına uygun olarak derlenmiş tematik modüller sunar. Kurs, eğitim standardının gerekliliklerinin mezunların hazırlık düzeyine ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmek / kendi kendine kontrol etmek için öğretmenlere, okul çocuklarına ve ebeveynlerine yöneliktir.

Biçim: pdf

Boyut: 45 MB

İzleyin, indirin: drive.google

İÇERİK
Önsöz 3
1-25 arası dersler. mekanik

Dersler 1-5. Kinematik
Referans malzemeleri 8
Bağımsız çalışma için görevler 12
"Kinematik" konulu test çalışması 29
Dersler 6-10. dinamikler
Referans malzemeleri 33
Bağımsız çalışma için ödevler 36
"Dinamik" konusunda doğrulama çalışması 58
Dersler 11-15. Mekanikte korunum yasaları
Referans malzemeleri 62
Bağımsız çalışma için görevler 64
"Mekanikte korunum yasaları" konulu doğrulama çalışması 88
Dersler 16-20. Statik
Referans malzemeleri 91
Bağımsız çalışma için görevler 93
"Statik" konulu test çalışması 102
21-25. Dersler. Mekanik titreşimler ve dalgalar
Referans malzemeleri 104
Bağımsız çalışma için görevler 106
"Mekanik titreşimler ve dalgalar" konulu doğrulama çalışması 128
Dersler 26-35. moleküler fizik
Dersler 26-30. Moleküler Kinetik Teori
Referans malzemeleri 132
Bağımsız çalışma için görevler 137
"Moleküler-kinetik teori" konulu doğrulama çalışması 158
Dersler 31-35. Termodinamik
Referans materyalleri 163
Bağımsız çalışma için görevler 166
"Termodinamik" konulu doğrulama çalışması 187
Bağımsız çalışma için görevlere cevaplar 192

Referans materyaller konuyla ilgili temel teorik bilgileri içerir. Fizikte USE kodlayıcısının içeriğinin tüm unsurlarını içerirler, ancak kodlayıcının her konumu daha ayrıntılı olarak sunulur: tüm kavramların tanımları, yasaların formülasyonları vb. Verilir.Tematik blok üzerinde çalışmaya başlamadan önce, Bu referans materyallerini incelemek, bu konuda listelenen tüm içerik öğelerini anlamak gereklidir. Bir şey anlaşılmaz kalırsa, gerekli teorik materyali bir kez daha inceledikten sonra ders kitabının ilgili paragrafına dönmek gerekir.
Bağımsız çalışma ödevlerini tamamlarken referans materyallere başvurabilirsiniz ve bir konu üzerinde doğrulama çalışması yaparken artık referans materyallere başvurmamaya çalışın. Bu noktada, problemlerin çözümünde gerekli tüm formüllerin zaten hatırlanması ve güvenle uygulanması gerekir.
Bağımsız çalışma görevleri, KIM USE'nin bu konudaki içerik öğelerinin kontrol edildiği satırları için bir dizi görev içerir. İlk olarak, temel düzeydeki satırlar için en ayrıntılı görev seçimi sunulur. Burada, her bir içerik öğesi için koleksiyonlar vurgulanır ve böyle bir koleksiyon içinde, sınav kağıdı görevlerinin her modeli için en az iki görev vardır.

Dersler 1-5. Kinematik
REFERANS MALZEMELER
1.1.1. Mekanik hareket, bir cismin uzaydaki diğer cisimlere göre pozisyonundaki (veya bir cismin şeklindeki değişiklik) zamanla bir değişikliktir.
Bu tanımın bir sonucu olarak mekanik hareket görecelidir: Bir cismin nasıl hareket ettiği, bu hareketin dikkate alındığı nesneye bağlıdır. Örnek: Bir bavul bir vagon rafında hareketsiz durur, ancak trenle birlikte Dünya'ya göre hareket eder.
Referans çerçevesi, mekanik hareketi nicel olarak tanımlamaya hizmet eder. Bu nedenle, mekanik hareketin tanımı nedeniyle, referans çerçevesi şu şekilde oluşturulur:
1) referans gövdesi (şeklini değiştirmeyen);
2) referans gövdeye sıkıca bağlı bir koordinat sistemi;
3) referans gövdeye sıkıca bağlı bir saat (zamanı ölçmek için bir cihaz).
1.1.2. Maddesel nokta, cismin kütlesinin, yükünün vb. ilişkilendirildiği geometrik bir nokta olan gerçek cismin en basit modelidir.Bu model, bu problemdeki cismin boyutları ihmal edilebilirse uygulanabilir. Bu tür görevlerin en yaygın iki örneği:
- cismin kat ettiği mesafe, cismin boyutundan çok daha fazladır (araba 50 km/s hızla 100 km yol almıştır. Hareket zamanını bulunuz);
- katı bir cismin öteleme hareketi durumu (aşağıya bakınız). Bu durumda vücudun tüm noktaları aynı şekilde hareket eder, bu nedenle vücudun bir noktasının hareketini incelemek yeterlidir.

"Moleküler fizik ve termodinamik" konusuna ayrılmış fizik sınavının ilk bölümündeki görevleri analiz etmeye devam ediyoruz. Her zamanki gibi, tüm çözümler bir fizik öğretmeninden ayrıntılı yorumlarla sağlanır. Önerilen tüm görevlerin bir video analizi de vardır. Makalenin sonunda, fizikteki sınavdan diğer görevlerin analizlerine bağlantılar bulabilirsiniz.

Termodinamik denge, makroskopik parametrelerinin zamanla değişmediği bir sistemin durumu olarak anlaşılır. Bu duruma, kaptaki nitrojen ve oksijen sıcaklıkları eşitlendiğinde ulaşılacaktır. Diğer tüm parametreler, gazların her birinin kütlesine bağlı olacaktır ve genel durumda termodinamik dengeye ulaşıldığında bile aynı olmayacaktır. Doğru cevap: 1.

Bir izobarik süreçte, hacim V ve sıcaklık T

yani bağımlılık V itibaren T doğru orantılı olmalı ve sıcaklık düşerse hacim de azalmalıdır. Grafik 4 uyuyor.

Bir ısı motorunun verimliliği aşağıdaki formülle belirlenir:

Burada A- döngü başına yapılan iş, Q 1, ısıtıcıdan çevrim başına çalışma sıvısı tarafından alınan ısı miktarıdır. Hesaplamalar aşağıdaki sonucu verir: kJ.

11. İzoproseslerin çalışmasında, hava ile doldurulmuş ve bir manometreye bağlı değişken hacimli kapalı bir kap kullanılmıştır. Kabın hacmi yavaş yavaş artırılarak içindeki hava basıncı sabit tutulur. Kaptaki havanın sıcaklığı ve yoğunluğu nasıl değişir? Her miktar için, değişikliğinin uygun doğasını belirleyin: 1) artış 2) azaltmak 3) değişmeyecek Her bir fiziksel nicelik için seçilen sayıları tabloya yazın. Cevaptaki sayılar tekrarlanabilir.

İşlem izobariktir. Bir izobarik süreçte, hacim V ve sıcaklık T ideal gaz, bağıntı ile ilişkilidir:

yani bağımlılık V itibaren T doğru orantılıdır, yani hacim arttıkça sıcaklık da artar.

Bir maddenin yoğunluğu kütle ile ilgilidir m ve hacim V oran:

Yani sabit kütlede m bağımlılık ρ itibaren V ters orantılıdır, yani hacim artarsa ​​yoğunluk azalır.

Doğru cevap: 12.

12. Şekil, 2 mol ideal gazın durumundaki art arda dört değişikliğin bir diyagramını göstermektedir. Hangi süreçte gazın işi büyüklük olarak pozitif ve minimumdur ve hangi süreçte dış kuvvetlerin işi büyüklük olarak pozitif ve minimumdur? Bu işlemleri diyagramdaki işlem numaralarıyla eşleştirin. İlk sütunun her konumu için ikinci sütundan ilgili konumu seçin ve tablodaki seçilen sayıları ilgili harflerin altına yazın.

Gazın işi, koordinatlarda gaz sürecinin grafiğinin altındaki alana sayısal olarak eşittir. İşarette, hacim artışıyla oluşan süreçte pozitif, tersi durumda negatiftir. Dış kuvvetlerin işi ise mutlak değerde eşittir ve aynı işlemde gazın işine işaret olarak zıttır.

Yani, gazın çalışması 1. ve 2. işlemlerde pozitiftir. Aynı zamanda 2. işlemde 1. işlemdekinden daha azdır, çünkü şekildeki sarı yamuğun alanı gazın alanından küçüktür. kahverengi yamuk:

Tersine, gazın işi 3. ve 4. işlemlerde negatiftir, bu da bu işlemlerde dış kuvvetlerin işinin pozitif olduğu anlamına gelir. Ayrıca, 4. süreçte, şekildeki mavi yamuğun alanı kırmızı yamuğun alanından daha az olduğu için 3. süreçten daha azdır:

Yani doğru cevap 42'dir.

Bu, fizik sınavının ilk bölümünden "Moleküler fizik ve termodinamik" konulu son ödevdi. Mekanikteki görevlerin bir analizini arayın.

Sergey Valerievich tarafından hazırlanan malzeme