Материал: Фонд оценочных средств по физике. Механика, молекулярная физика и термодинамика. методические указания для самостоятельной работы и тестирования знаний. Москаленко А.Г., Тураева Т.Л

2.2. Основы термодинамики Уровень а

1. Внутреннюю энергию идеального одноатомного газа можно рассчитать по формулам:

а) ; б) ; в) ; г) ;

1) а, б 2) б, в 3) в, г 4) а, г

2. Газ переходит из одного состояния с параметрами р₁, V₁, T₁ в другое с параметрами р₂, V₂, T₂ = T₁. При этом внутренняя энергия

1) увеличилась в (р₂V₂)/(р₁V₁)

2) увеличилась в (р₁V₂)/(р₂V₁)

3) увеличилась в (р₂V₁)/(р₁V₂)

4) осталась неизменной

3. Работа газа при изобарном процессе

1) р (V₂-V₁) 2) (m / M)RTln (V₂ / V₁)

3) (m / M)C_V (T₁-T₂) 4) (i / 2)(m / M)R (T₂-T₁)

4. Работа газа при изотермическом процессе

1) р (V₂-V₁) 2) (m / M)RTln (V₂ / V₁)

3) (m / M)C_V (T₁-T₂) 4) (i / 2)(m / M)R (T₂-T₁)

5

Рис.22

1) А_б > A_a > A_в 2) А_а > A_б > A_в

3) А_б > A_в > A_а 4) А_в > A_б > A_а

6. Газ переходит из состояния 1 в состояние 3 по пути 1-2-3 и 1-4-3. При этом справедливо утверждение

1) А₁₂₃ = А₁₄₃

2) А₁₂₃ > А₁₄₃

3) А₁₂₃ < А₁₄₃

4) для определения работы газа информации недостаточно

7. Работа изобарного расширения моля идеального газа при нагревании на 1 К

1) i R / 2 2) R 3) (i + 2)R / 2 4) (i + 2)R / i

8. Работы при изотермическом расширения газа а) от 1 до 2 м² и б) от 2 до 4 м², соотносятся

1) А_а > A_б 2) А_а < А_б 3) А_а = А_б 4) А_б = 2А_а

9. Работа, совершенная над газом при уменьшении его объема от V₁ до V₂, равна

1) p₁ (V₂-V₁) 2) (p₁ +p₂)(V₂-V₁) / 2

3) p₁V₁ln (V₁/ V₂) 4) (m / M)R (T₂-T₁)

10. Теплота, сообщенная термодинамической системе, идет только на изменение внутренней энергии, если процесс

1) изохорический 2) изобарический

3) адиабатный 4) изотермический

11.Теплота, сообщенная термодинамической системе при изобарическом процессе, идет на...

1) увеличение внутренней энергии;

2) на работу против внешних сил;

3) на увеличение внутренней энергии и на работу против внешних сил;

4) на изменение давления в системе.

12. Уравнение δQ = δA представляет собой первое начало термодинамики для...

1) адиабатического процесса;

2) изобарического процесса;

3) изохорического процесса;

4) изотермического процесса.

13. Первое начало термодинамики для адиабатного процесса

1) δQ = dU + δA 2) δQ = dU 3) δQ = δA 4) δA = - dU

14. Процесс, при котором Q = ΔU + A, является

1) изохорический 2) изобарический

3) адиабатный 4) изотермический

15. В изобарном процессе доля теплоты, которая идет на увеличение внутренней энергии одноатомного газа, равна

1) 1/5 2) 2/5 3) 3/5 4) 1/2

16. Разность в количестве тепла (Q_p-Q_v), сообщаемого молю одноатомного идеального газа, при изобарном и изохорном нагревании на ΔТ, составляет:

1) R ∆T 2) 3R ∆T/ 2 3) 5R ∆T/ 2 4) 0

17. В цикле Карно абсолютную температуру нагревателя и холодильника увеличили вдвое. При этом КПД тепловой машины

1) уменьшился в 4 раза 2) уменьшился в 2 раза

3) не изменился 4) увеличился в 2 раза

1

Рис.23

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

19. Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении вычисляется по формуле:

1) i R / 2 2) (i + 2)  R / 2

3) (i + 2)  R / M 4) (i + 2)  R / 2M

20. Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме вычисляется по формуле:

1) i R / 2 2) (i + 2)  R / 2

3) (i + 2)  R / M 4) (i + 2)  R / 2M

21. Удельная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме вычисляется по формуле:

1) i R / 2М 2) (i + 2)  R / 2М 3) (i + 2)  R / 2 4) i R / 2

22. Удельная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении вычисляется по формуле:

1) (i + 2)  R / 2 2) (i + 2)  R / 2М

3) (i + 2)  R / 2 4) i R / 2M

23. Теплоемкость некоторой массы газа при постоянном объеме вычисляется по формуле:

1) i R / 2M 2) (i + 2)Rm / 2M

3) (i + 2)R / 2 M 4) i  Rm / 2M

Уровень в

1. Определить количество атомов в молекуле, если внутренняя энергия некоторого газа 55 МДж, а на долю энергии вращательного движения приходится 22 МДж. [2]

2. Определить количество атомов в молекуле, если внутренняя энергия некоторого газа 60 МДж, причем на долю энергии поступательного движения приходится 36 МДж. [2]

Рис.24

3. Определить работу, выполненную идеальным газом за один цикл, который представлен на рисунке 24. [24 МДж]

4. Работа при изобарном расширении двух атомного газа равна 4 МДж. Определите изменение внутренней энергии газа. [10 МДж]

5. В результате изобарного процесса внутренняя энергия трех атомного газа изменилась на 24 МДж. Определите работу, совершенную газом. [8 МДж]

6. Работа расширения некоторого одноатомного идеального газа при изобарном процессе составляет 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты. [5 кДж]

7. В процессе изохорного нагревания кислорода объемом V=20 л его давление изменилось на Δp = 100 кПа. Какое количество теплоты было сообщено газу? [5 кДж]

8. Двухатомный идеальный газ (ν=2 моль) нагревают при постоянном объеме до Т₁=289 К. Чему равно количество теплоты, которое необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление в 3 раза? [24 кДж]

9. Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет 4 кДж. Какое количество теплоты было сообщено газу при изотермическом и изобарном процессах? [4; 14 кДж]

10. Азот находится при температуре Т₀. В результате адиабатического сжатия давление газа увеличилось в n раз. Конечная температура газа стала равной Т₀ n^x. Определите х. [0,30]

11. Определите удельную теплоемкость кислорода при постоянном давлении. [909 Дж/кг·К]

12. Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях ρ = 1,43 кг/м³. Чему равна его удельная теплоемкость при постоянном объеме? [650 Дж/кг·К]

13. На нагревание некоторого количества вещества массой 0,2 кг от температуры 12° С до 16,4° С потребовалось 300 Дж теплоты. Чему равна удельная теплоемкость вещества? [341 Дж/кг·К]

14. Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях ρ=1,43 кг/м³ . Чему равна его удельная теплоемкость при постоянном давлении? [900 Дж/кг·К]

15. Определите удельные теплоемкости водорода при постоянном объеме и постоянном давлении. [10400 Дж/кг·К; 14600 Дж/кг·К]

16. Идеальная тепловая машина в течение цикла, получает от нагревателя количество теплоты 2095 Дж. Температура нагревателя 500 K, температура холодильника 300 K. Чему равна работа такой машины за один цикл? [838 Дж]

17. При прямом цикле Карно тепловая машина совершает работу 200 Дж. Температура нагревателя 375° К, холодильника 300 К. Какое количество теплоты было получено машиной от нагревателя? [1000 Дж]

18. Газ в цикле Карно с коэффициентом полезного действия 0,8 совершил работу 38,4 кДж. Какое количество теплоты было передано газу нагревателем? [48 кДж]