Параметри стану ідеального газу. Що є непрямим підтвердженням факту безладного руху молекул? Рівняння Менделєєва - Клапейрона

а) якщо воно широко відоме

а) тільки в газоподібному

б) у газоподібному та рідкому

в) у всіх станах

г) в жодному стані

1) що з перерахованого належить до фізичних явищ? а) молекула б)плавлення в) кілометр г)золото

2) що з перерахованого є фізичною величиною?

а) секунда б) сила в) плавлення г) срібло

3)что є основною одиницею маси у міжнародній системі одиниць?

а)кілограм б)ньютон в)ват г)джоуль

4) у якому разі у фізиці твердження вважається істинним?

а) якщо воно широко відоме

г) якщо воно багаторазово експериментально перевірено різними вченими

5) у якому стані речовини при одній і тій же температурі швидкість руху молекул більша?

а) у твердому б) у рідкому в) у газоподібному г) у всіх однаково

6) у якому стані речовини швидкість безладного руху молекул зменшується зі зниженням температури?

а) тільки в газоподібному

б) у газоподібному та рідкому

в) у всіх станах

г) в жодному стані

7) тіло зберігає свої обсяг та форму. У якому агрегатному стані перебуваєречовина, з якої складається тіло?

а)в рідкому б)у твердому в)у газоподібному в)у будь-якому стані

Допоможіть будь ласка) що знаєте, хоча б деякі)

Частина А

a. плоту
b. будинки на березі річки
с. води

3. Шлях – це
a. довжина траєкторії

a. υ = St
b. υ = S/t
с. S = υt
d. t = S/υ

a. метр (м)
b. кілометр (км)
с. сантиметр (см)
d. дециметр (дм)
a. 1000см
b. 100см
с. 10см
d. 100дм

Частина В
1. Швидкість шпака дорівнює приблизно 20 м/с, скільки це в км/год?
Частина С

3. Розгляньте графіку руху тіла та дайте відповідь на запитання:
-чому дорівнює швидкість руху тіла;
-який шлях, пройдений тілом за 8 секунд;

ВИРІШИТЕ ПЛІЇЗ

1. Механічним рухом називають
a. зміна положення тіла з часом
b. зміна положення тіла з часом щодо інших тіл
с. безладний рух молекул, з яких складається тіло

2. Якщо людина стоїть на пливучому по річці плоту, він рухається відносно
a. плоту
b. будинки на березі річки
с. води

3. Шлях – це
a. довжина траєкторії
b. лінія, якою рухається тіло
с. найкоротша відстань між початковим та кінцевим пунктами руху

4. Рух називається рівномірним, якщо
a. за будь-які рівні проміжки часу тіло проходить однакові шляхи
b. за рівні проміжки часу тіло проходить однакові шляхи
с. за будь-які проміжки часу тіло проходить однакові шляхи

5. Щоб визначити середню швидкість тіла за нерівномірного руху, треба
a. весь час руху помножити на пройдений шлях
b. весь час руху поділити на весь шлях
с. весь пройдений шлях поділити на весь час руху

6. Формула для знаходження швидкості рівномірного руху має вигляд:
a. υ= St
b. υ= S/t
с. S = υt
d. t = S/υ

7. Основною одиницею шляху у Міжнародній системі одиниць СІ є
a. метр (м)
b. кілометр (км)
с. сантиметр (см)
d. дециметр (дм)
8. В одному метрі (м) міститься
a. 1000см
b. 100см
с. 10см
d. 100дм
Частина В
1. Швидкість шпака дорівнює приблизно 20 м/с, що становить
a. 20 км/год
b. 36 км/год
с. 40 км/год
d. 72 км/год
2. Протягом 30 с поїзд рухався рівномірно зі швидкістю 72 км/год. Який шлях пройшов поїзд за цей час?
a. 40 м
b. 1 км
с. 20 м
d. 0,05 км
Частина С
1. Якою є середня швидкість страуса, якщо перші 30 м він пробіг за 2 с, а наступні 70 м за 0,05 хв?
2. Автомобіль першу частину колії (30 км) пройшов з середньою швидкістю 15 м/с. Решту шляху (40 км) він пройшов за 1 год. З якою середньою швидкістю рухався автомобіль на всьому шляху?

Інструкція з виконання роботи.
На виконання роботи з фізики відводиться 45 хвилин. Робота складається з 14 завдань: 8 завдань з вибором відповіді, 5 завдань з короткою відповіддю та 1 завдання з розгорнутою відповіддю.
До кожного завдання з вибором відповіді наводиться 4 варіанти відповіді, у тому числі лише одне правильний. Під час їх виконання обведіть кружком номер вибраної відповіді. Якщо Ви не обвели номер, закресліть обведений номер хрестиком, а потім обведіть номер правильної відповіді.
Для завдань з короткою відповіддю відповідь записується у роботі у відведеному для цього місці. У разі запису невірної відповіді закресліть його та запишіть поруч новий.
Відповідь на завдання з розгорнутою відповіддю записується на окремому аркуші. При обчисленні дозволяється використовувати непрограмований калькулятор.

Радимо виконувати завдання у тому порядку, у якому вони дані. З метою економії часу пропускайте завдання, яке не вдається виконати відразу, та переходьте до наступного. Якщо після виконання усієї роботи у Вас залишиться час. Ви зможете повернутися до пропущених завдань.
За кожну правильну відповідь в залежності від складності завдання подається одні або більше балів. Бали, отримані за всі виконані завдання, сумуються. Намагайтеся виконати якомога більше завдань і набрати якомога більше балів.

Приклади завдань:

Вимірявши довжину бруска /, семикласник Сергій записав: = (14±0,5) див. Це означає, що
1) довжина бруска або 13,5 см або 14,5 см
2) довжина бруска становить від 13,5 см до 14,5 см
3) ціна розподілу лінійки обов'язково дорівнює 0,5 см
4) похибка вимірювання лінійки дорівнює 0.5 см, а довжина бруска дорівнює 14 см

Непрямим підтвердженням факту безладного руху молекул може бути
А. Явлення теплового розширення тел.
Б. Явлення дифузії.
1) вірно тільки Л 3) обидва твердження вірні
2) вірно тільки Б 4) обидва затвердження невірні

Переляканий заєць може бігти зі швидкістю 20 м/с. Лисиця за 3 хвилини долає 2700 м, а вовк може гнатися за здобиччю зі швидкістю 54 км/год. Виберіть правильне твердження про швидкість тварин.
1) Заєць може бігти швидше і лисиці, і вовка.
2) Заєць бігає швидше за лисицю, але повільніше за вовка.
3) Заєць бігає швидше вовка, але повільніше лисиці.
4) Заєць бігає повільніше і вовка, і лисиці.

На будівельному дворі лежать чотири дерев'яні бруси однакового об'єму 0,18 м із сосни, ялини, дуба та модрини. Щільності цих порід дерева представлені у таблиці. Маса якого бруса більше 100 кг. але менше 110 кг?

Безкоштовно завантажити електронну книгу у зручному форматі, дивитися та читати:
Скачати книгу Діагностична робота № 1 з ФІЗИКИ, 24 квітня 2013 року, 7 клас, Варіант ФІ 7101 - fileskachat.com, швидке та безкоштовне скачування.

Вирішення ключових завдань з фізики для основної школи, 7-9 класи, Генденштейн Л.Е., Кірік Л.А., Гельфгат І.М., 2013
Фізика, 7 клас, Контрольні роботи у НОВОМУ форматі, Годова І.В., 2013
Зошит для лабораторних робіт з фізики, 7 клас, Мінькова Р.Д., Іванова В.В., 2013

Наступні підручники та книги:

Фізика, 7 клас, перевірочні та контрольні роботи, Пуришева Н.С., Лебедєва О.В., Важеєвська Н.Є., 2014
Фізика, 11 клас, самостійні роботи, навчальний посібник для учнів загальноосвітніх організацій (базовий та поглиблений рівні), Генденштейн Л.Е., Кошкіна О.В., Орлов В.А., 2014

Під електронним мікроскопом можна розглянути і сфотографувати окремі великі молекули, наприклад, молекули білка, що мають діаметр близько см. За допомогою створених останнім часом надмікроскопів (електронних проекторів) виявилося можливим бачити вже й менш великі молекули і навіть окремі атоми. Можливість прямого спостереження індивідуальних молекул та атомів є виключно наочним і абсолютно незаперечним доказом реального існування цих частинок.

Цілком переконливим непрямим підтвердженням того, що всі фізичні тіла побудовані з молекул, відокремлених один від одного проміжками, є змінюваність обсягу газу, наприклад, його стисливість. Очевидно, що зменшення обсягу можливе лише завдяки взаємному зближенню складових газ молекул за рахунок скорочення проміжків між ними.

Наявність сил тяжіння та відштовхування між молекулами чітко виявляється у властивості твердих тіл зберігати свою

форму. Навіть для невеликої деформації твердого тіла необхідно докласти значного зусилля. Зрозуміло, що розтягу тіла перешкоджають сили тяжіння, а стиску - сили відштовхування між молекулами.

Ще більше зусилля знадобиться для того, щоб зруйнувати тіло, наприклад, розламати його на частини. Вочевидь, що це зусилля необхідно подолання сил зчеплення між молекулами, видалення молекул друг від друга на відстань, у якому сили зчеплення стають зникаюче малими. Неможливість відновити розламане тіло шляхом простого складання його частин за відповідними поверхнями зламу вказує на те, що сили зчеплення діють дуже малих відстанях. Справа в тому, що поверхні зламу завжди виявляються більш-менш шорсткими, причому розміри шорсткості значно перевершують розмір молекул (рис. 68, а; молекули зображені точками). Тому у частин тіла (1 і 2), що з'єднуються, лише деякі молекули зближуються на відстань, достатню для дії сил зчеплення.

Переважна більшість молекул знаходиться занадто далеко один від одного, так що сили зчеплення між ними не діють. Якщо поверхні зламу дуже гладкі, то при їх з'єднанні вже більшість молекул зблизиться на відстань дії сил зчеплення (рис. 68 б), що забезпечить досить міцне «злипання» частин тіла. Досвід показує, що, наприклад, дві ретельно відполіровані скляні пластинки, прикладені одна до одної, злипаються настільки міцно, що для їхнього роз'єднання потрібно зусилля .

Очевидно, що зварювання, спайка та склеювання твердих тіл також засновані на дії сил зчеплення. Рідкий метал (або клей) заповнює весь простір між поверхнями, що з'єднуються. Тому після затвердіння металу (клею) всі молекули в зоні з'єднання виявляються зближеними між собою на відстань, достатню для дії сил зчеплення.

Безперервний хаотичний рух молекул найбільш наочно виявляється у явищах дифузії та броунівського руху.

Якщо помістити крапельку брому на дно високої скляної судини, то в результаті її випаровування через кілька хвилин близько дна

судини утворюється шар пари брому, що має темно-бурий колір. Ця пара досить швидко поширюється вгору, перемішуючись з повітрям, так що через годину бурий стовпчик суміші газів у посудині досягне 30 см. Очевидно, що перемішування повітря з парою брому відбулося не під впливом сили тяжіння, а навпаки, всупереч дії сили тяжіння, оскільки спочатку бром розташовувався нижче повітря, а щільність пари брому приблизно 4 разу більше, ніж повітря. У цьому випадку перемішування могло бути викликане лише хаотичним рухом молекул, у процесі якого молекули брому поширювалися між молекулами повітря, а молекули повітря між молекулами пари брому. Розглянуте явище називається дифузією.

У 1827 р. англійський ботанік Броун, досліджуючи під мікроскопом рідкі препарати, випадково виявив таке цікаве явище. Зважені в рідині дрібні тверді частинки робили швидкі безладні рухи, ніби перескакуючи з місця на місце. В результаті таких стрибків частинки описували зигзагоподібні траєкторії самої химерної форми. Надалі це явище неодноразово спостерігалося як самим Броуном, так і іншими дослідниками у різних рідинах та з різними твердими частинками. Чим меншим був розмір частинок, тим інтенсивніше вони рухалися. Описане явище отримало назву броунівського руху.

Броунівський рух можна спостерігати, наприклад, у краплі води, злегка підчорненою тушшю або підбіленою молоком, користуючись мікроскопом із п'ятисоткратним збільшенням. Діаметр броунівської частки становить у середньому найбільший допустимий її діаметр

На рис. 69 представлена замальовка траєкторії однієї з частин броунів. Розташування цієї частки відзначалося через кожні 30 із чорними точками.

Причина броунівського руху у хаотичному русі молекул. Зважаючи на три, що броунівська частка має мінімальний розмір (приблизно лише в сотні разів більший за діаметр молекули), вона може помітно переміщатися під дією одночасних однаково спрямованих ударів декількох молекул. З огляду на хаотичності руху молекул їх удари об броуновскую частинку виявляються зазвичай нескомпенсированными: з різних сторін у частинку вдаряє різну кількість молекул, причому сила удару окремих молекул також цілком однакова. Тому частка отримує переважний поштовх то з одного, то з іншого боку і буквально кидається в різні боки в поле зору мікроскопа. Таким чином, броунівські частинки

відтворюють хаотичний рух самих молекул, тільки рухаються вони значно повільніше молекул завдяки своїй порівняно великій масі.

Броунівський рух є хіба що збільшеним за масштабом, але уповільненим темпом відтворенням теплового руху молекул.

Броунівський рух можна спостерігати і в газі, якщо в ньому зважені досить дрібні тверді або рідкі частинки, як це має місце, наприклад, у задимленому або запиленому повітрі, освітленому сонячним промінням.

Один із методів визначення постійної Авогадро застосований Перреном, був заснований на спостереженні броунівського руху. Значення виявилося рівним молекул на моль. Точніші вимірювання, виконані згодом іншим методом, дали для постійної Авогадро загальноприйняте зараз значення . Нагадаємо, що під молем (моль) розуміється кількість речовини, маса якої в грамах дорівнює її відносної молекулярної маси. Точне визначення моляться у додатку II. Кількість речовини в 1000 разів більше молячи називається кіломолем (кмоль).

На основі молекулярно-кінетичної теорії виявилося можливим пояснити багато властивостей тіл і зрозуміти фізичну сутність ряду явищ, що відбуваються в них (теплопровідність, внутрішнє тертя, дифузію, зміна агрегатного стану тощо). Найбільш плідно застосовується молекулярно-кінетична теорія до газів. Однак і в області рідини та твердих тіл ця теорія дозволила встановити низку важливих закономірностей. Всі ці питання досить докладно розглянуті у наступних розділах другої частини курсу.

Стан ідеального газу характеризується трьома параметрами:

тиском;

температурою;

питомим обсягом (щільністю).

1. Тиск скалярна величина, що характеризує відношення сили, що діє за нормаллю до майданчика, до величини цього майданчика

;
.

2. Температура скалярна величина, що характеризує інтенсивність хаотичного поступального руху молекул, та пропорційна до середньої кінетичної енергії цього руху.

,
при
(2)

Температурні шкали

Емпірична шкала Цельсія ( t 0 C): 1 0 C =
0 C;

Емпірична шкала Фаренгейта:
.

Приклад: t = 36,6 0 C;
.

Абсолютна шкала Кельвіна:

Питомий обсяг (щільність)

 питомий обсяг – це обсяг речовини масою в 1 кг;

щільність це маса речовини об'ємом 1 м 3 ;
.

Молекулярно-кінетична теорія газів

1. Усі речовини складаються з атомів чи молекул, розміри яких близько 10 -10 м.

2. Атоми та молекули речовини розділені проміжками, вільними від речовини. Непрямим підтвердженням цього факту є зміна об'єму тіла.

3. Між молекулами тіла одночасно діють сили взаємного протягу та сили взаємного відштовхування.

4. Молекули всіх тіл перебувають у стані безладного безперервного руху. Хаотичне рух молекул називають також тепловим рухом.

Швидкість руху молекул пов'язана з температурою тіла загалом: що більша ця швидкість, то вище температура. Таким чином, швидкість руху молекул визначає тепловий стан тіла – його внутрішню енергію.

16. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів (рівняння Клаузіуса). Рівняння стану ідеального газу (Менделєєва - Клапейрона) Рівняння Клаузіуса

Обчислимо тиск, що чиниться молекулами на майданчик  S.

2-й закон Ньютона:

. (1)

Для однієї молекули:

Число молекул в обсязі паралелепіпеда з основою  Sта заввишки v i t:

N = n i V= n i Sv i t (3)

n =N/ V – концентрація молекул, що дорівнює відношенню числа молекул до обсягу займаного ними простору.

Для молекул, що передають імпульс майданчику  S(в одному із трьох взаємно перпендикулярних напрямків рухається 1/3 молекул, половина з них, тобто 1/6 – на майданчик  S)

середня квадратична швидкість молекул

, (4)

середня кінетич. енергія поступального руху молекул

Рівняння Клаузіуса:тиск ідеального газу чисельно дорівнює 2/3 середньої кінетичної енергії поступального руху молекул, що у одиничному обсязі.

Рівняння Менделєєва - Клапейрона

Це рівняння пов'язує параметри стану р , Т , М , V .

 рівняння Менделєєва – Клапейрона (5)

1-й закон Авогадро: кіломолі всіх газів за нормальних умов займають однаковий обсяг, рівний 22,4 м 3 /кмоль . (Якщо температура газу дорівнює T 0 = 273,15 К (0 °С), а тиск p 0 = 1 атм = 1,013 · 10 5 Па, то кажуть, що газ знаходиться за нормальних умов .)

Рівняння Менделєєва – Клапейрона для 1 моля газу

. (6)

Рівняння Менделєєва - Клапейрон для довільної маси газу

число молей.
,

(7)

Приватні випадки рівняння Менделєєва – Клапейрона

1 .

ізотермічний стан(Закон Бойля - Маріотта)

2.

ізобарний стан(закон Гей-Люссака)

3.

ізохорний стан(Закон Шарля)

17. Енергія термодинамічної системи. Перший закон термодинаміки. Робота, теплота, теплоємність, її види

Енергія– це кількісна міра руху матерії.

Внутрішня енергія системи Uдорівнює сумі всіх видів енергій руху та взаємодії частинок, що становлять цю систему.

Робота зовнішніхпараметрів системи

Теплота– це спосіб передачі енергії, пов'язаний із зміною внутрішніхпараметрів системи

Відмінності між теплом та роботою:

робота може необмежено перетворюватися на будь-який вид енергії, перетворення теплоти обмежено рамками 2-го закону термодинаміки: вона йде тільки на збільшення внутрішньої енергії;

робота пов'язана із зміною зовнішніх параметрів системи, теплота – із зміною внутрішніх параметрів.

Усі три величини – енергія, робота та теплота – у системі СІ вимірюються в джоулях (Дж).