Фізика. Профільний рівень. 10 клас. Гельфгат

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Підбиваємо підсумки розділу з «Молекулярна фізика та термодинаміка»

1. Ви дізналися про основні положення молекулярно-кінетичної теорії (МКТ):

2. Ви дізналися, що різні стани речовини відрізняються за характером розташування та хаотичного руху частинок цієї речовини.

3. Ви зрозуміли, що ідеальний газ — це модель реального газу, в якій нехтують розмірами окремих частинок і взаємодією між ними. Ця модель добре описує розріджений газ. Тиск газу на стінки зумовлений хаотичним рухом молекул газу та їх зіткненням зі стінками:

6. Ви зрозуміли, що пароутворення може відбуватися різними шляхами:

Якщо пара перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, таку пару називають насиченою. Густина та тиск насиченої пари залежать тільки від її температури (не залежать від об’єму). Зменшення об’єму пари за сталої температури спричиняє конденсацію частини пари, а збільшення об’єму — збільшення маси пари через пароутворення. Різниця між рідиною та насиченою парою зникає за критичної температури.

9. Ви зрозуміли, що анізотропія (залежність властивостей кристала від напряму) є прямим наслідком упорядкованого розташування частинок в усьому об’ємі тіла. Рідини, аморфні тіла та полікристали є ізотропними. Для малих пружних деформацій твердих тіл виконується закон Гука: σ = Е|ε|, де σ, ε і Е — відповідно механічна напруга, відносне видовження та модуль Юнга матеріалу. Унаслідок збільшення механічної напруги деформація перетворюється на пластичну, а згодом матеріал руйнується.

Завдання для самоперевірки до розділу з «Молекулярна фізика та термодинаміка»

1. (1 бал) Молярна маса вуглекислого газу (СО₂) дорівнює:

а) 0,024 кг/моль;
б) 0,028 кг/моль;
в) 0,044 кг/моль;
г) 0,05 кг/моль.

2. (1 бал) Якщо температуру газу в герметично закритому балоні збільшити від 7 до 147 °С, то тиск газу збільшиться:

а) в 1,5 разу;
б) у 2,25 разу;
в) у 21 раз;
г) у 441 раз.

3. (1 бал) Тиск водяної пари в повітрі за температури 30 °С становить 2,12 кПа. Відносна вологість повітря дорівнює:

а) 7 %;
б) 15 %;
в) 50 %;
г) 70 %.

4. (1 бал) До металевого дроту з площею поперечного перерізу 0,15 мм² підвішено вантаж, масу якого поступово збільшують. Дріт рветься, коли маса вантажу сягає 3 кг. Границя міцності металу, з якого виготовлено дріт, дорівнює:

а) 20 МПа;
б) 45 МПа;
в) 50 МПа;
г) 200 МПа.

5. (2 бали) Якщо густина газу дорівнює 12 кг/м³, а середня квадратична швидкість руху його молекул — 500 м/с, то тиск газу становить:

а) 0,5 МПа;
б) 1 МПа;
в) 2 МПа;
г) 3 МПа.

6. (2 бали) Середня кінетична енергія поступального руху молекул метану за температури 27 °С дорівнює:

а) 5,7 • 10^-22Дж;
б) 2,1 • 10^-21Дж;
в) 5,7 • 10^-21Дж;
г) 6,3 • 10^-21Дж.

7. (2 бали) На рис. 1 наведено графік процесу з ідеальним газом в координатах р, V. Графік цього процесу в координатах р, Т наведено:

а) на рис. 2;
б) на рис. 3;
в) на рис. 4;
г) на рис. 5.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

8. (2 бали) Температури нагрівника та холодильника ідеального теплового двигуна дорівнюють відповідно 177 і -3 °С. ККД цього двигуна дорівнює:

а) 40 %;
б) 59 %;
в) 65 %;
г) 77 %.

9. (3 бали) Суміш газів містить гелій і метан (СН₄). Середня квадратична швидкість руху атомів Гелію дорівнює 960 м/с. Визначте середню квадратичну швидкість руху молекул метану.

10. (3 бали) Рідина густиною 900 кг/м³ піднімається в тонкостінному циліндричному капілярі радіусом 0,2 мм на висоту 4 см. Визначте поверхневий натяг рідини та силу поверхневого натягу, що діє з боку рідини на капіляр. Уважайте, що g = 10 м/с², а змочування є повним.

11. (4 бали) На рис. 6 показано графік процесу з ідеальним газом. Визначте, у скільки разів змінилася абсолютна температура газу внаслідок цього процесу.

Рис. 6

12. (4 бали) Залізну пластинку нагріли від 0 до 200 °С. На скільки відсотків збільшилася площа пластинки? Температурний коефіцієнт лінійного розширення заліза дорівнює 1,2 • 10^-5К^-1.

13. (5 балів) Термометри психрометра показують 20 і 14 °С. На скільки градусів має зменшитися температура, щоб почалося утворення роси? Відповідь наведіть з точністю до 1 °С.

14. (5 балів) Один моль гелію мав початкову температуру 27 °С. Гелій спочатку нагрівається до 127 °С в ізохорному процесі, а потім зазнає збільшення об’єму вдвічі в ізобарному процесі. Визначте кількість теплоти, яку отримав газ.

Звірте ваші відповіді з наведеними в кінці підручника. Позначте завдання, які ви виконали правильно, і полічіть суму балів. Потім цю суму поділіть на три. Одержаний результат відповідатиме рівню ваших навчальних досягнень.

Тренувальні тестові завдання з комп'ютерною перевіркою ви знайдете на електронному освітньому ресурсі «Інтерактивне навчання».

ОРІЄНТОВНІ ТЕМИ ПРОЕКТІВ

1. Сучасні засоби вивчення будови речовини.
2. Наднизькі температури — для чого та як їх отримують.
3. Конструювання та випробування газового термометра.
4. Рідкі кристали в техніці.
5. Створення матеріалів із заданими властивостями — мрія чи реальна мета?
6. Створення моделей сучасних теплових двигунів.

ТЕМИ РЕФЕРАТІВ І ПОВІДОМЛЕНЬ

1. Історія температурних шкал.
2. Гейзери в природі.
3. Наночастинки як особлива форма речовини.
4. Форма поверхні рідини та тиск Лапласа.
5. Кристалічні модифікації льоду.
6. Багатоликий Карбон: форми його існування в природі.
7. Теплоємність багатоатомних газів.
8. Від вічного двигуна другого роду до законів термодинаміки.

ТЕМИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

1. Вивчення конденсаційного гігрометра.
2. Вивчення впливу домішок на поверхневий натяг води.
3. Вирощування кристалів різними методами.
4. Дослідження діаграм розтягнення металів і сплавів.
5. Вимірювання ККД різних теплових двигунів.

На електронному освітньому ресурсі «Інтерактивне навчання» ви знайдете не тільки корисні поради, що допоможуть вам у роботі над проектом, рефератом і в проведенні експерименту, а й цікаві додаткові відомості, енциклопедичну сторінку про молекулярну фізику та термодинамику.

Зміст