Фізика. Рівень стандарту. 10 клас. Головко

Виявляємо предметну компетентність № 6 (§ 22-26). Молекулярна фізика та термодинаміка

1(п). Який із наведених нижче фактів або явищ є найбільш наочним дослідним підтвердженням руху молекул?

• А Існування твердих тіл.
• Б Виникнення сил пружності у випадку деформації твердих тіл.
• В Броунівський рух.
• Г Спостерігання атомів і молекул за допомогою оптичного мікроскопа.

2(п). Установіть відповідність між фізичними величинами, та характеристиками, від яких вони залежать:

• 1 Середня кінетична енергія одноатомного газу
• 2 Тиск ідеального газу
• 3 Середня квадратична швидкість молекул газу
• 4 Концентрація молекул газу
• А Залежить від температури газу та маси молекул
• Б Залежить лише від об’єму даної маси газу
• В Залежить тільки від температури
• Г Залежить тільки від маси молекул
• Д Залежить від температури та об’єму

3(п). Установіть відповідність між газовим законом та його математичним виразом:

• 1 Закон Бойля — Маріотта
• 2 Закон Гей-Люссака
• 3 Закон Клапейрона
• 4 Закон Шарля

4(п). Середня квадратична швидкість руху молекул ідеального газу зменшилась у 2 рази, а концентрація не змінилась. Укажіть правильне твердження.

• А Тиск газу зменшився більше ніж у 3 рази.
• Б Середня кінетична енергія молекул газу зменшилась у 2 рази.
• В Абсолютна температура газу не змінилася.
• Г Тиск газу не змінився.

5(с). У двох посудинах за однакової температури містяться вуглекислий газ СО₂ і кисень О₂. Гази можна вважати ідеальними. Укажіть правильне твердження.

6(с). На малюнку подано графік залежності об’єму певної маси ідеального газу від температури. Укажіть правильне твердження.

• А Ділянка 1-2 графіка відповідає ізохорному процесові.
• Б Ділянка 2-3 графіка відповідає ізобарному процесові.
• В Ділянка 3-4 графіка відповідає ізотермічному процесові.
• Г Ділянка 4-1 графіка відповідає ізобарному процесові.

7(с). На рисунку зображено графік, на якому подано дві ізохори для двох ідеальних газів. Укажіть правильне твердження.

• А Якщо m_а = m_b і гази однакові, то V_a > V_b.
• Б Якщо V_a = V_b і гази однакові, то m_а < m_b.
• В Якщо Т_а = Т_b і V_a = V_b, то М_а > М_b.
• Г Якщо V_a = V_b і гази однакові, то m_a > m_b.

8(с). На малюнку в координатах р, Т зображені графіки процесів, що відбуваються з ідеальним газом постійної маси. Який із графіків відповідає ізохорному охолодженню?

• А Графік 1
• Б Графік 2
• В Графік 3
• Г Графік 4

9(с). Визначте співвідношення абсолютних температур Т₁ і Т₂ повітря тієї самої маси в стані 1 і 2 (малюнок).

• А Т = 0,8Т
• Б Т = 0,8Т
• В Т = 1,25Т
• Г Т = 1,5Т

10(д). У товстостінному металевому балоні міститься кисень масою 16 г під тиском 10⁶ Па. Він займає об’єм. Газ можна вважати ідеальним. Укажіть правильне твердження.

• А Температура кисню менше 300 К.
• Б Середня квадратична швидкість руху молекул кисню більше 500 м/с.
• В Якщо відбудеться витікання кисню, то об’єм газу зменшиться.
• Г Якщо відбудеться витікання кисню, то тиск газу не зміниться.

11(д). Азот міститься в балоні об’ємом 50 л під тиском 15 атм і за температури 27 °С. Скільки молекул азоту міститься в балоні? Вважайте, що 1 атм становить 10⁵ Па.

• А 6,0 • 10²³ молекул
• Б 1,9 • 10²³ молекул
• В 1,8 • 10²⁷ молекул
• Г 1,8 • 10²⁵ молекул

12(д). Яка маса молекули Оксигену? (Ν_Α = 6,02 • 10²³ моль^-1)?

• А 16 • 10^-23 кг
• Б 32 • 10^-23 кг
• В 2,7 • 10^-26 кг
• Г 5,3 • 10^-26 кг

13(д). Визначте об’єм алюмінієвого циліндра, який містить 3 • 10²⁴ атомів. Стала Авогадро дорівнює 6 • 10²³ моль^-1; молярна маса та густина алюмінію становлять відповідно 2,7 • 10^-2 кг/моль і 2700 кг/м³.

• А 5 см³
• Б 15 см³
• В 50 см³
• Г 486 см³

14(д). Яким має бути найменший об’єм балона, що містить 6,4 кг кисню, якщо його стінки при температурі 20 °С витримують тиск 15,7 МПа?

15(д). Визначте густину суміші 4 г водню й 32 г кисню за температури 7 °С і тиску 93 кПа.

16(д). Газ при тиску 0,2 МПа і температурі 15 °С має об’єм 5 л. Чому дорівнює об’єм газу цієї маси за нормальних умов?

17(в). Електричну лампу занурили у воду на глибину 1 м. Після того як відламали цоколь лампи, у її порожнину увійшло 448 г води. Визначте початковий тиск повітря в ній. Ємність балона лампи дорівнює 0,5 л. Атмосферний тиск повітря — 10⁵ Па.

18(в). Суміш газу складається з 30 г азоту і деякої кількості вуглекислого газу. Молярна маса суміші дорівнює 32 • 10^-3 моль. Знайдіть масу вуглекислого газу в ній.

19(в). Повітряна куля наповнена гелієм. Визначте її радіус, щоб куля могла піднятися у повітря, якщо 1 м² її оболонки має масу 50 г. Температура повітря 27 °С, а тиск 10⁵ Па.

20(в). У циліндрі під поршнем площею 100 см² і масою 50 кг міститься повітря при температурі 7 °С. Поршень розташований на висоті 60 см від дна циліндра. Повітря в циліндрі нагрівають до 47 °С, а на поршень кладуть вантаж масою 100 кг. Визначте, на скільки і в якому напрямку (догори чи донизу) переміститься поршень? Атмосферний тиск становить 100 кПа. Тертям поршня об стіни циліндру знехтувати.