При какой температуре в 1 см3 газа содержится
Контрольная работа по физике Молекулярная физика 10 класс с ответами. Контрольная работа представлена в 5 вариантах, в каждом варианте по 8 заданий.
Вариант 1
A1. «Расстояние между соседними частицами вещества мало (они практически соприкасаются)». Это утверждение соответствует модели
1) только твердых тел
2) только жидкостей
3) твердых тел и жидкостей
4) газов, жидкостей и твердых тел
А2. При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа
1) уменьшилось в 3 раза
2) увеличилось в 3 раза
3) увеличилось в 9 раз
4) не изменилось
А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 27 °С?
1) 6,2 · 10-21 Дж
2) 4,1 · 10-21 Дж
3) 2,8 · 10-21 Дж
4) 0,6 · 10-21 Дж
А4. Какой из графиков, изображенных на рисунке, соответствует процессу, проведенному при постоянной температуре газа?
1) А
2) Б
3) В
4) Г
А5. При одной и той же температуре насыщенный пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара в таком же сосуде
1) давлением
2) скоростью движения молекул
3) средней энергией хаотического движения
4) отсутствием примеси посторонних газов
B1. На рисунке показан график изменения давления идеального газа при его расширении.
Какое количество газообразного вещества (в молях) содержится в этом сосуде, если температура газа равна 300 К? Ответ округлите до целого числа.
В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль первого газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась постоянной? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) парциальное давление первого газа
Б) парциальное давление второго газа
В) давление газа в сосуде
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
C1. Поршень площадью 10 см2 может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт поедет вверх с ускорением равным 4 м/с2, поршень сместится на 2,5 см. Какова масса поршня, если изменение температуры можно не учитывать?
Вариант 2
A1. «Расстояние между соседними частицами вещества в среднем во много раз превышает размеры самих частиц». Это утверждение соответствует
1) только модели строения газов
2) только модели строения жидкостей
3) модели строения газов и жидкостей
4) модели строения газов, жидкостей и твердых тел
А2. При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул изменилась в 4 раза. Как изменилось при этом давление газа?
1) в 16 раз
2) в 2 раза
3) в 4 раза
4) не изменилось
А3. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21 · 10-21 Дж?
1) 27 °С
2) 45 °С
3) 300 °С
4) 573 °С
А4. На рисунке показаны графики четырех процессов изменения состояния идеального газа. Изохорным нагреванием является процесс
1) А
2) В
3) С
4) D
А5. При одной и той же температуре насыщенный водяной пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара
1) концентрацией молекул
2) средней скоростью хаотического движения молекул
3) средней энергией хаотического движения
4) отсутствием примеси посторонних газов
B1. Два сосуда, наполненные воздухом под давлением 800 кПа и 600 кПа, имеют объемы 3 ли 5 л соответственно. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найдите установившееся в сосудах давление. Температура постоянна.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) количество вещества
Б) масса молекулы
В) число молекул
ФОРМУЛА
1) m/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) N/V
C1. Поршень площадью 10 см2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вниз с ускорением равным 3 м/с2? Изменение температуры газа не учитывать.
Вариант 3
A1. «Частицы вещества участвуют в непрерывном тепловом хаотическом движении». Это положение молекулярно-кинетической теории строения вещества относится к
1) газам
2) жидкостям
3) газам и жидкостям
4) газам, жидкостям и твердым телам
А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа при увеличении средней кинетической энергии теплового движения его молекул в 2 раза и уменьшении концентрации молекул в 2 раза?
1) увеличится в 4 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза
4) не изменится
А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 327 °С?
1) 1,2 · 10-20 Дж
2) 6,8 · 10-21 Дж
3) 4,1 · 10-21 Дж
4) 7,5 кДж
А4. На VТ-диаграмме приведены графики изменения состояния идеального газа. Изобарному процессу соответствует линия графика
1) А
2) Б
3) В
4) Г
А5. В сосуде, содержащем только пар и воду, поршень двигают так, что давление остается постоянным. Температура при этом
1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается
4) может как уменьшаться, так и увеличиваться
B1. Два сосуда с объемами 40 ли 20 л содержат газ при одинаковых температурах, но разных давлениях. После соединения сосудов в них установилось давление 1 МПа. Каково было начальное давление в большем сосуде, если начальное давление в меньшем сосуде 600 кПа? Температуру считать постоянной.
В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль второго газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась постоянной? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) парциальное давление первого газа
Б) парциальное давление второго газа
В) давление газа в сосуде
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
C1. Поршень массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт поедет вниз с ускорением равным 2 м/с2, поршень сместится на 1,5 см. Какова площадь поршня, если изменение температуры газа не учитывать?
Вариант 4
А1. В жидкостях частицы совершают колебания возле положения равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени частица совершает прыжок к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей можно объяснить таким характером движения частиц?
1) малую сжимаемость
2) текучесть
3) давление на дно сосуда
4) изменение объема при нагревании
А2. В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в 4 раза, а концентрация молекул газа не изменилась. При этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа
1) уменьшилась в 16 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) уменьшилась в 4 раза
4) не изменилась
А3. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа в баллоне равна 4,14 · 10-21 Дж. Чему равна температура газа в этом баллоне?
1) 200 °С
2) 200 К
3) 300 °С
4) 300 К
А4. На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Изобарному нагреванию соответствует участок
1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC
А5. При уменьшении объема насыщенного пара при постоянной температуре его давление
1) увеличивается
2) уменьшается
3) для одних паров увеличивается, а для других уменьшается
4) не изменяется
B1. На рисунке показан график зависимости давления газа в запаянном сосуде от его температуры.
Объем сосуда равен 0,4 м3. Сколько молей газа содержится в этом сосуде? Ответ округлите до целого числа.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) концентрация молекул
Б) число молекул
В) масса молекулы
ФОРМУЛА
1) m/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) N/V
C1. Поршень площадью 15 см2 массой 6 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа. При этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт начинает двигаться вверх с ускорением, поршень смещается на 2 см. С каким ускорением движется лифт, если изменение температуры газа можно не учитывать?
Вариант 5
A1. Наименьшая упорядоченность в расположении частиц характерна для
1) газов
2) жидкостей
3) кристаллических тел
4) аморфных тел
А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа, если среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул и концентрацию уменьшить в 2 раза?
1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Уменьшится в 4 раза
4) Не изменится
А3. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21 · 10-21 Дж?
1) 27 К
2) 45 К
3) 300 К
4) 573 К
А4. На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Изобарному охлаждению соответствует участок
1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC
А5. В сосуде под поршнем находятся только насыщенные пары воды. Как будет меняться давление в сосуде, если начать сдавливать пары, поддерживая температуру сосуда постоянной?
1) Давление будет постоянно расти
2) Давление будет постоянно падать
3) Давление будет оставаться постоянным
4) Давление будет оставаться постоянным, а затем начнет падать
B1. На рисунке. показан график изотермического расширения водорода.
Масса водорода 40 г. Определите его температуру. Молярная масса водорода 0,002 кг/моль. Ответ округлите до целого числа.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) плотность вещества
Б) количество вещества
В) масса молекулы
ФОРМУЛА
1) N/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) m/V
C1. Поршень площадью 10 см2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вверх с ускорением равным 2 м/с2? Изменение температуры газа не учитывать.
Ответы на контрольную работу по физике Молекулярная физика 10 класс
Вариант 1
А1-3
А2-2
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 20 моль
В2. 123
С1. 5,56 кг
Вариант 2
А1-1
А2-3
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 675 кПа
В2. 432
С1. 22,22 см
Вариант 3
А1-4
А2-4
А3-1
А4-1
А5-1
В1. 1,2 МПа
В2. 213
С1. 9,3 см2
Вариант 4
А1-2
А2-3
А3-2
А4-1
А5-4
В1. 16 моль
В2. 523
С1. 3,89 м/с2
Вариант 5
А1-1
А2-3
А3-3
А4-3
А5-3
В1. 301 К
В2. 543
С1. 18,75 см
Учебник по физике
10 класс
При решении задач на применение молекулярно-кинетической теории идеального газа используются основное уравнение кинетической теории газов в форме (4.4.9) или (4.4.10) и вытекающие из него выражения для средней кинетической энергии молекул (4.5.5) и средней квадратичной скорости (4.7.2) или (4.7.3). Значительное количество задач удобно решать, используя формулу (4.5.6), связывающую давление газа с концентрацией молекул и абсолютной температурой. Внутренняя энергия идеальных одноатомных газов (например, инертных газов) вычисляется по формуле (4.8.1).
Задача 1
Чему равна масса газа, содержащегося в закрытом цилиндре вместимостью V = 0,5 л, если давление газа р = 5 • 105 Па, а средняя квадратичная скорость молекул 
= 500 м/с?
Решение. Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории
где ρ = m0n — плотность газа. Но ρ = 
, где m — масса газа, а V — его объем. Поэтому
Откуда
Задача 2
В воздухе при t = 27 °С взвешены пылинки сферической формы. Радиус пылинок r = 10-6 м. Плотность вещества пылинок ρ = 1,3 • 103 кг/м3. Определите средний квадрат скорости пылинок.
Решение. Пылинки принимают участие в броуновском движении. Средний квадрат скорости пылинки
где mб — масса пылинки. Следовательно,
Задача 3
В сосуде находится 1 л воды при температуре 27 °С. Каким стало бы давление внутри сосуда, если бы силы взаимодействия между молекулами внезапно исчезли?
Решение. При исчезновении сил взаимодействия между молекулами вода превратилась бы в идеальный газ. Давление можно найти по уравнению состояния идеального газа:
Задача 4
Два сосуда, содержащих различные газы, соединены трубкой с краном. Давление газа в первом сосуде p1, а число молекул N1. Давление газа во втором сосуде р2, число молекул N2. Какое давление установится в сосудах, если открыть кран соединительной трубки? Температуру считать постоянной.
Решение. Согласно формуле (4.5.6)
где
(здесь V1 и V2 — объемы сосудов). Следовательно,
После того как кран будет открыт, давления выравняются и искомое давление согласно той же формуле (4.5.6) определится уравнением
Подставляя сюда выражения для объемов из предыдущих формул, получим
Задача 5
Плотность газа в баллоне газополной электрической лампы ρ = 0,9 кг/м3. При горении лампы давление в ней возросло с р1 = 8 • 104 Па до р2 = 1,1 • 105 Па. На сколько увеличилась при этом средняя квадратичная скорость молекул?
Решение. Плотность газа ρ = m0n, и основное уравнение мо-лекулярно-кинетической теории можно записать в форме
Поэтому
откуда
Упражнение З
- При какой температуре молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость, что и молекулы азота при температуре 100 °С?
- На стенку площадью S налетает поток молекул со средней скоростью . Число молекул, движущихся по направлению к стенке, в единице объема n0, масса каждой молекулы m0. Найдите действующую на стенку силу и давление, если молекулы движутся перпендикулярно стенке и удары молекул о стенку абсолютно неупругие.
- Какое давление на стенки сосуда производит водород, если число молекул в 1 см3 равно 4,1 • 1018, а средняя квадратичная скорость его молекул 2400 м/с?
- Определите число молекул кислорода в 1 м3, если давление равно 77 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с.
- Определите плотность газа, молекулы которого производят на стенки сосуда давление 1,6 • 105 Па. Средняя квадратичная скорость молекул 800 м/с.
- Какова средняя квадратичная скорость молекул газа, который занимает объем 1,3 м3 при давлении 5 • 104 Па? Масса газа 60 г.
- В цилиндре вместимостью 1,2 л содержится газ под давлением 105 Па. Среднее значение кинетической энергии каждой молекулы равно 6 • 10-21 Дж. Сколько молекул газа находится в цилиндре?
- Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом V0 при повышении температуры от T1 до Т2? Атмосферное давление равно р0.
- Плотность смеси азота и водорода при температуре t = 47 °С и давлении р = 2 атм равна ρ = 0,3 г/л. Найдите концентрации молекул азота и водорода в смеси.
- Ампула объемом V = 1 см3, содержащая воздух при нормальных условиях, оставлена в космосе, где давление можно считать равным нулю. В ампуле проделано отверстие. Через какое время давление в ампуле станет равным нулю, если считать, что через отверстие каждую секунду вылетает 100 млн молекул?
- При повышении температуры идеального газа на 150 К средняя квадратичная скорость его молекул возросла с 400 до 500 м/с. На сколько надо нагреть этот газ, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул от 500 до 600 м/с?
- Изменится ли внутренняя энергия идеального газа при его изотермическом сжатии?
- Одноатомный газ, находящийся при постоянном давлении р = 2 • 106Па в цилиндре под поршнем площадью S = 160 см2, нагревается так, что поршень перемещается на расстояние Δh = 15 см. Найдите изменение внутренней энергии газа.
С. Р. 10 класс. Тема» МКТ идеального газа»
Вариант 1.
1. В сосуде объемом 8,3м3 находится 0,04 кг гелия при температуре 127о С. Молярная масса гелия 4∙10-3 кг/моль. Определить его давление.
2.Газ при температуре С занимает объем 0,6 л. Какой объем займет этот газ при температуре С и постоянном давлении?
3. В баллоне ёмкостью 50 л находится 120 моль одноатомного идеального газа при давлении 6,0 МПа. Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул газа.
Вариант 2.
1.Определите массу водорода, находящегося в баллоне вместимостью 20 м3 под давлением 830 Па при температуре 17о С. Молярная масса водорода 2∙10-3 кг/моль.
2. Газ нагрет от 27°С до 477° С при постоянном давлении. В результате его объем увеличился на 5 л. Определить первоначальный объем газа.
3. Определить средний квадрат скорости молекул, если газ в сосуде производит давление на стенки 5·105 Па, концентрация молекул 3·1025 м-3 и масса одной молекулы 5·10-26 кг.
Вариант 3.
1. Каков объем одного моля идеального газа при давлении 1,0 × 105 Па и температуре 27°С?
2. В сосуде объемом 0,5 находится газ под давлением 400 кПа. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 250 кПа? Температура газа постоянна.
3. Газ массой 24 г при температуре 112 °C и давлении 2 МПа занимает объем 1,2 л. Определите молярную массу газа.
Вариант 4.
1. Кислород массой 10 г находится под давлением 3,0 × 105 Па, занимая объем 10 л. Найдите температуру газа. Молярная масса кислорода 32∙10-3 кг/моль.
2.Газ находится в баллоне при температуре 250 К и давлении 8∙Па. Определить давление газа в баллоне при температуре 350 К?
3. До какой температуры необходимо нагреть воздух, взятый при 27°С, чтобы его объем удвоился? Давление воздуха остается постоянным.
Вариант 5.
1. Газ массой 24 г при температуре 112 °C и давлении 2 МПа занимает объем 1,2 л. Определите молярную массу газа.
2. Газ находится в цилиндре с подвижным поршнем и при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Какой объем (в см3) займет газ, если температура понизится до 270 К? Давление постоянно.
3. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения атома гелия при температуре 27°С?
Вариант 6.
1. Определите массу водорода, находящегося в баллоне емкостью 0,06 м3 под давлением 8,3 × 105 Па при температуре 27 °С. Молярная масса водорода 2∙10-3 кг/моль.
2. В сосуде объемом 1,2 находится газ под давлением 4* Па. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 2* Па? Температура газа постоянна.
3. Определить давление идеального газа при температуре 3 К. Принять концентрацию молекул газа равной 1025 м-3.
Вариант 7
1. Как изменится абсолютная температура идеального газа при уменьшении его объема в 2 раза и увеличении давления в 3 раза?
2. Сколько гелия потребуется для наполнения воздушного шара емкостью 200 м3 при давлении 100кПа и температуре 27о С?
3. Газ нагрет от 27°С до 277° С при постоянном давлении. В результате его объем увеличился на 3 л. Определить первоначальный объем газа.
Вариант 8.
1. Газ, занимающий объем 1,0 л, изобарно расширяется до 3,0 л, и температура газа становится равной 157 ºС. Какой была начальная температура газа?
2. Водород массой 10 г находится под давлением 2,0 × 105 Па, занимая объем 5 л. Найдите температуру газа. Молярная масса водорода 2∙10-3 кг/моль.
3. Сколько гелия потребуется для наполнения воздушного шара емкостью 500 м3 при давлении 100 кПа и температуре 27о С?
Вариант 9.
1. Найдите среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа при давлении 20 кПа. Концентрация молекул этого газа при указанном давлении 3,0·1025 м -3.
2. Определите давление газа, занимавшего объем 0,25 л, если при давлении газа 0,95·10 5 Па его объем был равен 0,23 л. Процесс считайте изотермическим.
3. В колбе объемом 2,6 л находится кислород при давлении 230 кПаи температуре 26 оС. Сколько молей кислорода содержится в колбе?
Вариант 10.
1. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения атома аргона при температуре 17°С?
2. Газ, занимающий объем 2,0 л, изобарно расширяется до 3,0 л, и температура газа становится равной 147 ºС. Какой была начальная температура газа?
3. Вычислить молекулярную массу бензола, зная, что масса 0,6 л его паров при 87°C и давлении 83,2 кПа равна 1,3 г.
Вариант 11.
1. Вычислите давление одного моль газа при температуре 300 К, если его объем равен 4,15 м3.
2. При изотермическом сжатии газа его давление увеличилось с 4,0 кПа до 10 кПа, а объем уменьшился на 2,0 л. Определите начальный объем газа.
3. Сколько водорода потребуется для наполнения воздушного шара емкостью 500 м3 при давлении 100кПа и температуре 17о С?
Вариант 12 .
1. Определите массу кислорода, находящегося в баллоне емкостью 0,03 м3 под давлением 8,3 × 105 Па при температуре 27 °С. Молярная масса водорода 32∙10-3 кг/моль.
2. В сосуде объемом 2,4 находится газ под давлением 4* Па. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 8* Па? Температура газа постоянна.
3. До какой температуры необходимо нагреть воздух, взятый при 27°С, чтобы его объем утроился? Давление воздуха все время остается постоянным.
Вариант 13.
1. Газ, занимающий объем 1,5 л, изобарно расширяется до 3,0 л, и температура газа становится равной 57 ºС. Какой была начальная температура газа?
2. Водород массой 20 г находится под давлением 200 кПа, занимая объем 8 л. Найдите температуру газа. Молярная масса водорода 2∙10-3 кг/моль.
3. Вычислить молекулярную массу бензола, зная, что масса 0,6 л его паров при 87°C и давлении 83,2 кПа равна 1,3 г.
Вариант 14.
1. Газ, занимающий объем 2,5 л, изобарно расширяется до 5,0 л, и температура газа становится равной 157 ºС. Какой была начальная температура газа?
2. В сосуде объемом 2 находится газ под давлением 400 кПа. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 200 кПа? Процесс изотермический.
3. Определить давление идеального газа при температуре 300 К. Принять концентрацию молекул газа равной 1025 м-3.
Вариант 15.
1. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения атома аргона при температуре 127°С?
2. Определите массу водорода, находящегося в баллоне емкостью 0,1 м3 под давлением 8 × 105 Па при температуре 20 °С. Молярная масса водорода 2∙10-3 кг/моль.
3. Определите давление газа, занимавшего объем 0,5 л, если при давлении газа 0,75·10 5 Па его объем был равен 0,2 л. Процесс считайте изотермическим.