III. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

или

Подготовьте ответы на следующие вопросы:

1. Каков физический смысл всех входящих в эту формулу величин? В каких единицах они измеряются?

2. Как появился множитель при выводе формулы?

3. Почему скорость записана как ?

4. Запишите основное уравнение МКТ, используя выражение для кинетической энергии одной молекулы.

5. Запишите основное уравнение МКТ, используя выражение для кинетической энергии молекул, находящихся в 1м³ газа.

6. Как можно рассчитать среднюю квадратичную скорость молекул водорода при комнатной температуре?

7. Как связана средняя кинетическая энергия молекулы газа с температурой?

8. Какие приближения используются в модели идеального газа?

9. Каков физический смысл постоянной Больцмана?

10. Что называют числом степеней свободы?

11. Сколько степеней свободы соответствуют следующим движениям:

а) материальная точка перемещающаяся вдоль оси oz?

б) материальная точка движется в некоторой плоскости?

в) материальная точка движется в пространстве по спиральной траектории?

12. Сколько степеней свободы имеет материальная точка, колеблющаяся вдоль оси ox?

13. Какая энергия приходится на одну степень свободы молекулы?

14. Как применяются законы Ньютона при выводе основного уравнения МКТ?

15. Чему равно произведение в основном уравнении МКТ?

16. Определите среднюю квадратичную скорость движения молекул газа, если его масса 1 кг, объем 2м³, давление 150 кПа?

17. Введите в основное уравнение молекулярно-кинетической теории абсолютную температуру Т.

18. Поясните принцип построения температурных шкал. Какова связь температур, измеренных по шкале Цельсия, Фаренгейта и Реомюра.

19. Какие реперные точки использованы в шкале Кельвина?

20. Как связаны разность температур по шкале Кельвина и по шкале Цельсия?

21. Докажите, что при замене скоростей N молекул газа на среднюю квадратичную скорость полная кинетическая энергия поступательного движения всех молекул газа остается постоянной.

Решите следующие тестовые задания:

1.Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одного моля идеального газа?

1) 3kT/2 2)5kT/2 3)3RT/2 4) 3mRT/2M

2.В одном теплоизолированном сосуде находится водород, в другом таком же сосуде – азот. Скорости молекул газов одинаковы. Какой газ нагрет сильнее?

1) азот 2) водород 3) одинаково 4) результат зависит от массы газа

3.Средняя квадратичная скорость молекулы определяется формулой

1) 2) 3) 4)

4.Основное уравнение МКТ имеет вид: 1) 3) 4)

5.Пучок атомов нормально падает на мишень. Площадь поперечного сечения пучка s, концентрация атомов n, скорость v, масса атома m . Если удары атомов о мишень абсолютно упругие, сила давления пучка на мишень равна:

1) 4mv²ns 2) 2mv²ns 3) 2mvns 4) mv³ns

6. Пучок атомов нормально падает на мишень. Площадь поперечного сечения пучка s, концентрация атомов n, скорость v, масса атома m . Если удары атомов о мишень абсолютно неупругие, сила давления пучка на мишень равна:

1) mv²ns 2) 2mv²ns 3) 3mvns 4) mv³ns

7. Пучок атомов нормально падает на мишень. Площадь поперечного сечения пучка s, концентрация атомов n, скорость v, масса атома m . Удары атомов о мишень абсолютно упругие. Мишень движется навстречу пучку со скоростью v_1, Сила давления пучка на мишень равна:

1) 2m(v+v₁)²ns 2) mvv₁ns 3) m(2v+v₁)²ns 4) m(v+2v₁)²ns

8.Давление идеального газа 10⁵ Па, средняя квадратичная скорость 10³ м/с. Плотность газа равна:

1) 0,1 кг/м³ 2) 0,3 кг/м³ 3) 3 кг/м³ 4) 1 кг/м³

9. Плотность идеального газа равна

1) 3P/<V²> 2) 3P/2<V²> 3) 2P/3<V²> 4) <V²>/3P