Подготовка к ЕГЭ. 11 класс. Молекулярная физики и термодинамика Основные формулы и понятия. Масса молекул – m, Mr –относительная молекулярная масса (округлённая до целого значения атомная масса в таблице Менделеева). N- число молекул в теле. V –количество вещества (моль). M—молярная масса (масса вещества, взятого в количестве одного моля). М=Мr 10-3 kг/моль. Nа- число Авогадро 6*1023 моль-1. V=N\NA. М=m0Na. m=m0N. V=m\M. N=VNa=Nam\M. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Р=1/3*m0nv2. E=2\3*nE .Где Р- давление(па), Е- кинетическая энергия(Дж). Е=3\2kT. T- температура по шкале Цельсия Т=(t+ 273) K. Р=nkT. K=1,38 *10-23Дж\К. Газовые законы. Уравнение Mенделеева -- РV=m/M*RT. P1V1/T1=P2V2/T2.—уравнение Клапейрона. Закон Бойля –Мариотта (изотермический процесс- Т постоянно). Р1V1=P2V2. V-объём (м3). Закон Гей-Люссака (изобарный процесс Р постоянно). V1/Т1=V2/Т2. Закон Шарля ( изохорный процесс V постоянно). Р1/Т1=Р2/Т2. ПРИМЕРЫ: Часть 1. 1. А. При температуре 240К и давлении 1,66*105Па плотность газа равна 2кг/м3. Какова молярная масса этого газа? 1. 3.6* 10-3кг/м3. 2. 230кг/м3. Ответ: 3. 3. 24 *10-3кг/м3 4. 0,24*105кг/м5. 2. А. Значение температуры по шкале Цельсия, соответствующее абсолютной температуре 10К, равно 1.—2830с. 3. 2630с. 2.---2630с. 4. 2830с. Ответ: 4. Часть 2 .( в ) Одноатомный идеальный газ неизменной массы в изотермическом процессе совершает работу А больше О. Как меняются в этом процессе объём, давление и внутренняя энергия газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1. увеличивается 2.уменьшается 3. не изменится. Ответ:1, 2, 3. ЧАСТЬ С. Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350К. Плотность смеси оказалась равной50 г/м3. Чему равно давление в газе? Дано: Т=350К. Р=50г/м3 =50*10-3кг/м3 М1=4*10-3 к г/моль (гелий) М2=2*10-3 кг/ моль (водород) -М3=28*10-3 кг/моль(азот) Р--? Решение: Пусть m где масса одного газа. Тогда плотность смеси: р = 3m/V, V -- объём сосуда. Отсюда m/V =p/3. Запишем закон Менделеева – Клапейрона для каждого газа PV=m/M*RT. P1=m/V*RT/M1= pRT /3M1. P2=m/V*RT/M2= pRT/3M2. P3=m/V*RT/M3. По закону Дальтона: Р=Р1+Р»+Р3. Р = рRT/3M1+ pRT/3M2+pRT/3M3== pRT/3*( 1/M1+1/M2+1/M3). 50*10-3кг/м3*8,31 дж/к моль*350к Р= ----------------------- ------------------------------------ * 3 * (1/4+1/2 +1/28)*10-3 кг/моль.=38 кПа. ЗАДАНИЯ ДЛЯ СОМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ: Часть А. А1. При понижении абсолютной температуры идеального газа в 1,5 раза средняя кинетическая энергия теплового движения молекул 1. Увеличится в 1,5 раза 2.уменьшится в 1,5 раза 3.уменьшится в 2,25 раза 4.не изменится А2.На pv- диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Количество теплоты, полученное газом, равно р 1. 0кДж 2р 2.10кДж р V 3.20кДж 4.40кДж А3. Концентрация молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 5 раз. Одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление газа в сосуде 1) снизилось в 5 раз 3) снизилось в 5/2 раза 2) возросло в 2 раза 4)снизилось в 5/4 раза А4. В воздушном насосе перекрыли выходное отверстие и быстро сжали воздух в цилиндре насоса. Какой процесс происходит с воздухом в цилиндре насоса? 1. 2. 3. 4. изобарный изохорный изотермический адиабатный А5. Какое из утверждений правильно? 1. Диффузия наблюдается только в газах и жидкостях. 2. Диффузия наблюдается только в твёрдых телах. 3. Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твёрдых телах. ЧАСТЬ В. Внутренняя энергия Y молей одноатомного идеального газа равна U. Газ занимает объём – V. R- универсальная газовая постоянная. Чему равны давление и температура газа? Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Физическая величина Формула А. Давление газа 1. 2U/3V Б. Температура газа 2. U/y V y- количества вещества 3. 2U/3yR 4 .U / y R. Часть С. Воздушный шар объёмом 2500 М3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 70С, его плотность 1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом ( корзиной и воздухоплавателем ) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой.