Материал: Тесты_ч_1

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Уравнение Менделеева – Клапейрона (уравнение состояния иде-

ального газа):

PV m RT RT ,

где R – универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура.

Давление газа, выраженное через концентрацию:

P nkT ,

где k – постоянная Больцмана.

Связь между константами:

R = kNA.

R = 8,31Дж/(моль·К); k =1,38·10-23 Дж/К;

NA= 6,022·1023моль-1.

Основное уравнение МКТ:

P

1 n m

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

кв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(υ)

 

 

 

 

 

 

Закон Максвелла о распреде-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лении молекул идеального га-

 

 

Т1; μ1

 

 

за по модулям скоростей, оп-

 

 

 

 

 

 

Т2; μ 2

 

ределяет относительное число

 

 

 

 

 

 

 

dS

молекул,

 

скорости

которых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лежат в

интервале

от υ до

 

 

 

 

 

 

 

 

(υ + dυ). (на графике площадь

 

 

 

 

υвер1 υвер2

υ

заштрихованной полоски):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 / 2

 

m

0

2

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

f ( ) 4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

e

2kT

 

 

 

 

 

 

2 kT

 

 

 

 

 

На графике показаны 2 кривые, которые можно трактовать либо как соответствующие разным газам (μ2 < μ1) при одинаковой температуре (Т2 = Т1), либо как для одного газа (μ2 = μ1) при разной

температуре (Т2 > Т1).

Площадь под кривой соответствует числу молекул в конкретном случае и не зависит от температуры. Из условия нормировки следует, что площадь, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс, всегда одинакова.

55

Скорости, характеризующие состояние газа:

а) наиболее вероятная

вер

2kT

 

 

2RT

 

;

 

 

 

m0

 

 

б) средняя квадратичная

 

 

 

 

 

 

кв

3kT

 

3RT

1,22 вер ;

 

 

 

m0

 

 

в) средняя арифметическая

 

 

 

 

 

 

 

8kT

 

8RT

1,13 вер .

m0

 

 

 

 

 

Барометрическая формула, определяет зависимость давления идеального газа от высоты:

Р

 

 

gh

 

 

 

 

 

Р0

 

 

P P e RT .

 

 

 

 

0

 

 

T2

μ2

На графике показаны две кривые, которые

T1

 

можно трактовать либо как соответст-

μ1

 

 

 

вующие разным газам (μ2 < μ1)

при оди-

 

 

 

наковой температуре (Т2 = Т1),

либо как

hдля одного газа (μ2 = μ1) при разной температуре (Т2 > Т1).

Распределение Больцмана:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n e

m0 gh

n e

Wp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kT

 

kT .

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

n01

 

 

 

 

 

 

 

 

На графике показаны две кривые, ко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

торые можно трактовать либо как со-

 

n02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

ответствующие

разным

 

газам

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 < μ1) при одинаковой температуре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Т2 = Т1),

либо

как

для

одного газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = μ1)

при

разной

температуре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Т2 > Т1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

Тестовые задания

7.1. В трех одинаковых сосудах находится одинаковое количе-

ство газа, причем Т1 > Т2 > Т3. Распределение скоростей моле-

кул в сосуде с температурой Тз f (υ) будет описывать кривая...

1)1;

2)2;

3)3.

7.2.Для условия предыдущего

теста верными являются утверждения ответов), что…

1 2

3

υ

(укажите не менее двух

1)кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре Тз;

2)кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре Т1;

3)кривая 2 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре Т1;

4)кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа при температуре Тз.

7.3.В трех одинаковых сосудах

при равных условиях находится

 

 

 

 

 

одинаковое количество водорода,

 

 

 

 

 

гелия и

азота. Распределение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

f (υ)

 

 

 

 

1

скоростей

молекул гелия будет

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

описывать кривая...

1)1;

2)2;

3) 3.

υ

57

7.4. Для условия предыдущего теста верными являются утверждения (укажите не менее двух ответов), что …

1)кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул азота;

2)кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул водорода;

3)кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул гелия;

4)кривая 2 соответствует распределению по скоростям молекул азота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5. На

рисунке представ-

f(υ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

лены

графики

 

функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения

 

молекул

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

идеального газа по скоро-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стям

 

(распределение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максвелла),

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dN

доля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

υ

f ( ) N d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от υ до υ + dυ в расчете на единицу этого интервала. Для этих функций верными являются утверждения (укажите не менее двух ответов), что…

1)распределение 1 соответствует газу, имеющему наименьшую массу молекул (при одинаковой температуре);

2)распределение 1 соответствует газу, имеющему наибольшую массу молекул (при одинаковой температуре);

3)распределение 3 соответствует газу, имеющему наибольшую температуру (при одинаковой массе);

4)распределение 3 соответствует газу, имеющему наименьшую температуру (при одинаковой массе).

58

7.6. На рисунке представлен

график

f(υ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функции

 

распределения

молекул

 

 

 

 

 

 

 

идеального

 

газа

по

скоростям

 

 

 

 

 

 

 

(распределение

Максвелла),

где

 

 

 

 

 

 

 

f ( )

dN

 

– доля молекул, скорости

 

 

 

 

 

 

 

N d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которых

заключены в

интервале

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

υвер

 

 

 

 

dυ

 

 

υ

скоростей от υ до υ + dυ в расчете на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

единицу этого интервала.

Если, не меняя температуры, взять другой газ с большей молярной массой и таким же числом молекул, то...

1)максимум кривой сместится влево в сторону меньших скоростей;

2)величина максимума уменьшится;

3)площадь под кривой увеличится;

4)положение максимума не изменяется.

7.7.Для графика предыдущего теста верным утверждением являет-

ся...

1)при понижении температуры величина максимума уменьшается;

2)при понижении температуры максимум кривой смещается влево;

3)при понижении температуры площадь под кривой уменьшается;

4)при изменении температуры положение максимума не изменяется.

7.8.Для графика предыдущего теста неверными утверждениями (укажите не менее двух ответов) являются...

1)при понижении температуры величина максимума уменьшается;

2)с ростом температуры наиболее вероятная скорость молекул увеличивается;

3)при понижении температуры площадь под кривой уменьшается;

4)положение максимума кривой зависит не только от температуры, но и от природы газа.

59