Решение задач по теме «Молекулярно – кинетическая теория идеального газа»

Related posts:

1. Уравнение состояния идеального газа 1. Закон Авогадро Из уравнения Клапейрона (см. предыдущий параграф) следует, что в процессах, происходящих с данной массой газа, произведение давления газа p на его объем V, деленное на абсолютную температуру T газа, постоянно: (pV)/T = const. Однако если масса газа в процессе изменилось, то значение выражения (pV)/T тоже изменится! Это очень легко проверить. Поставим опыт […]...
2. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные […]...
3. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U […]...
4. Газовые процессы 1. Изобарный процесс (при постоянном давлении) Экспериментальное изучение газов начнем с процессов, в которых один из трех макропараметров данной массы газа (давление p, объем V или температура T) не изменяется. Такие процессы называют изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный). Рассмотрим сначала процесс, который происходит при постоянном давлении. Его называют изобарным. (От греческого слова «изос» […]...
5. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам 1. Изопроцессы и адиабатный процесс Напомним, что согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, связано с изменением внутренней энергии газа ∆U и работой газа Aг соотношением Q = ∆U + Aг. (1) Часто требуется применять первый закон термодинамики к газовым процессам, представляющим собой последовательность изопроцессов (иногда добавляется еще адиабатный процесс). Рассмотрим, как находить […]...
6. Средняя и мгновенная скорости Сквозь смежную метель мчится, сверкая огнями, экспресс. Вдруг поезд резко затормозил и остановился перед красным сигналом светофора. Никто из пассажиров, вероятно, и не подумал, что именно этот сигнал предупредил катастрофу: без него экспресс на полном ходу врезался бы в товарный поезд, оказавшийся на пути движения экспресса. Прислушаемся к разговору, который происходит в одном из купе […]...
7. Мгновенная и средняя скорость 1. Мгновенная скорость В этом параграфе мы будем рассматривать неравномерное движение. Однако при этом нам пригодится то, что мы знаем о прямолинейном равномерном движении. На рисунке 4.1 показаны положения разгоняющегося автомобиля на прямом шоссе с интервалом времени 1 с. Стрелка указывает на зеркальце заднего вида, положение которого мы рассмотрим далее более подробно. Мы видим, что […]...
8. План-конспект урока по физике. Тема: Идеальный газ Цель урока: познакомить учащихся с методом физического моделирования в молекулярно – кинетической теории, ввести простейшую модель реального газа – идеальный газ, вывести основное уравнение МКТ. Ход урока Проверка домашнего задания методом написания физического диктанта. 1. Относительной молекулярной массой называется… 2. Моль – это… 3. Количество вещества равно отношению… 4. Постоянная Авогадро равна… 5. Молекулярной массой […]...
9. Применение уравнения состояния идеального газа к различным процессам С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса и один из трех параметров — P, V или T — остаются неизменными. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют Газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют Изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный.) […]...
10. Строение вещества 1. Основные положения молекулярно-кинетической теории Напомним известные вам из курса физики основной школы сведения о строении вещества. Атомная гипотеза Мысль о том, что вещество состоит из мельчайших частиц, высказал еще древнегреческий философ Демокрит. Греки придумали и название для этих частиц — атомы. (Атом в переводе с греческого означает «неделимый». Но в 20-и веке ученые смогли […]...
11. Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Идеальный газ с точки зрения молекулярно-кинетической теории простейшая физическая модель реального газа. Под моделью в физике понимают не увеличенную или уменьшенную копию реального объекта. Физическая модель — это создаваемая учеными общая картина реальной системы или явления, которая отражает наиболее существенные, наиболее характерные свойства системы. В физической модели газа принимаются во внимание лишь те […]...
12. Измерение скоростей молекул газа Средняя скорость теплового движения молекул. Уравнение (2.9) дает возможность найти среднюю скорость теплового движения молекул. Подставляя в это уравнение получим выражение для среднего квадрата скорости: (2.11) Отсюда средняя скорость молекулы (точнее, средняя квадратическая скорость) равна: (2.12) Вычисляя по формуле (2.12) скорость молекул, например азота, при T = 0°C, получим: 500 м/с. Молекулы водорода при той […]...
13. Примеры решения задач и упражнения к главе «Основы молекулярно-кинетической теории» При решении большей части задач первой главы нужно уметь определить молярные массы веществ. Для этого по известным из таблицы Менделеева относительным атомным массам надо определить относительную молекулярную массу, а затем и молярную массу по формуле M = 10-3 Mr, кг/моль, где M — молярная масса; Mr — относительная молекулярная масса. Во многих задачах требуется по […]...
14. Примеры решения задач «Температура. Энергия теплового движения молекул» При решении задач этой главы используется формула (2.6), определяющая абсолютную температуру, формула (2.9), связывающая среднюю энергию хаотического движения с температурой, и формула (2.12) для средней квадратической скорости молекул. Некоторые задачи удобно решать, используя формулу (2.10), связывающую давление газа с концентрацией молекул и абсолютной температурой. Кроме того, нужно знать значение постоянной Больцмана (2.7). 1. Чему равно […]...
15. Прямолинейное неравномерное движение. Средняя скорость Как вы понимаете, в жизни практически невозможно встретить тело, движущееся точно равномерно. Поэтому мы с вами переходим к изучению более сложных видов движения. Рассмотрим простой пример. Пусть автомобиль, который едет из Москвы в Санкт-Петербург по прямой, за 10 ч проезжает 600 км (рис. 50). Будем считать автомобиль точечным телом, так как его размеры по сравнению […]...
16. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов Вычислим с помощью молекулярно-кинетической теории давление газа. Вывод формулы для давления не очень сложный, но довольно громоздкий. Разобьем его на отдельные этапы. Пусть газ находится в прямоугольном сосуде ABCD, одна из стенок которого представляет собой поршень CD, способный перемешаться без трения (рис. 21). Причем газ и сосуд имеют одинаковые температуры. Вычислим давление газа на поршень […]...
17. Абсолютная температура. Температура — мера средней кинетической энергии молекул Абсолютный нуль температуры. Температура, определяемая формулой (2.6), очевидно, не может быть отрицательной, так как все величины, стоящие в левой чисти (2.6), заведомо положительны. Следовательно, наименьшее возможное значение температуры T есть T = 0, когда либо давление P, либо объем V равны нулю. Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме […]...
18. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. […]...
19. Применение уравнения состояния идеального газа 1. Учет гидростатического давления Сжатие воздуха в сосуде, погруженном в воду Рассмотрим следующую ситуацию. Пустую открытую стеклянную бутылку опускают в воду на глубину h. ? 1. Объясните, почему при погружении бутылки дном вниз воздух из нее выходит пузырьками и бутылка наполняется водой (рис. 46.1). ? 2. Почему при этом бутылка сразу тонет? ? 3. Объясните, […]...
20. Внутренняя энергия Из курса физики VII класса известно, что любое макроскопическое тело обладает внутренней энергией. Понятие внутренней энергии макроскопических тел играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений. Это обусловлено существованием фундаментального закона природы — Закона сохранения энергии. Открытие закона сохранения энергии стало возможным после того, как было доказано, что наряду с механической энергией микроскопические тело обладают еще […]...
21. План-конспект урока по физике. Тема: Температура и тепловое равновесие Цель урока: ввести понятие теплового равновесия, рассмотреть температуру как характеристику состояния теплового равновесия системы, познакомить учащихся со способами измерения температуры, обосновать необходимость газовой шкалы температур. Ход урока Проверка домашнего задания способом выполнения самостоятельной работы. Учащимся предложены задачи 2 – уровней сложности; выбирают уровень сложности по желанию. Задачи 1 – го уровня сложности. 1 Газ способен […]...
22. Работа в термодинамике Работа в механике и термодинамике. В механике работа определяется как произведение модулей силы и перемещения, умноженное на косинус угла между ними. Работа совершается при действии силы на движущееся тело и равна изменению кинетической энергии тела. В термодинамике движение тела как целого не рассматривается и речь идет о перемещении частей макроскопического тела друг относительно друга. В […]...
23. Повторно – обобщающий урок по теме: Молекулярно – кинетическая теория идеального газа Цель урока; повторить и систематизировать знания по теме, совершенствовать умение логически мыслить, обобщать, решать качественные, графические и расчетные задачи. Ход урока Проверка домашнего задания в виде беседы с учащимися. 1. Какие явления рассматривает молекулярно – кинетическая теория? 2. Прокомментируйте основные положения МКТ. 3. Какими опытами были доказаны эти положения? 4. Модель какого вещества используется в […]...
24. Давление газа Мы знаем, что газы в отличие от твердых тел и жидкостей заполняют весь сосуд, в котором они находятся (например, стальной баллон для хранения газов, камеру автомобильной шины и т. д.). При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона или камеры, в которых он находится. Чем обусловлено это давление? Молекулы газа беспорядочно движутся. […]...
25. Измерение температуры Термометры. Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т. д. Чаще всего на практике используют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от изменения температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчета (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды […]...
26. Контрольная работа по теме: Молекулярно – кинетическая теория идеального газа Цель урока: проверить знания учащихся и выяснить степень усвоения материала данной темы. Ход урока Организационный момент. Вариант -1 (1 – го уровня) 1. Рассчитайте молекулярную массу кислорода — О₂. ( Ответ: 32·10-3 кг/моль) 2. Имеется 80 г кислорода, вычислить количество молей в нем. (Ответ: 2,5 моля) 3. Вычислить давление газа на стенки баллона, если известно, […]...
27. Тепловое движение Посмотрите внимательно на следующую таблицу, где показано, как распределяются молекулы азота по скоростям: Ранее мы приводили для азота значение скорости, равное 454 м/с. Это было среднее значение. В действительности же в газе имеются молекулы с разными скоростями — как выше, так и ниже средней скорости. Иными словами, существует некоторое распределение молекул по скоростям. Движение отдельной […]...
28. «Секреты» прямолинейного равноускоренного движения Продолжим исследование прямолинейного равноускоренного движения, начатое в § 6. 1. Средняя скорость Напомним (см. § 6), что при прямолинейном движении в одном направлении путь l численно равен площади фигуры, заключенной под графиком зависимости v(t). Используя этот факт, докажем, что в этом случае средняя скорость равна среднему арифметическому начальной и конечной скорости: Vср = (v0 + […]...
29. Сложение скоростей и переход в другую систему отсчета при движении вдоль одной прямой 1. Сложение скоростей В некоторых задачах рассматривается движение тела относительно другого тела, которое также движется в выбранной системе отсчета. Рассмотрим пример. По реке плывет плот, а по плоту идет человек в направлении течения реки — в том направлении, куда плывет плот (рис. 3.1, а). Используя установленный на плоту столб, можно отмечать как перемещение плота относительно […]...
30. Необходимое дополнение о средней скорости В двух предыдущих беседах вы несколько раз встречали выражение «средняя скорость». Считаю необходимым дать разъяснение атому понятию, так как оно не всегда правильно освещается в книгах по физике. Так, некоторые авторы утверждают, что средняя скорость (как и всякая скорость) есть величина векторная и имеет направление от начальной точки к конечной точке перемещения. Другие же, наоборот, […]...
31. Температура При изучении механики нас интересовало движение тел. Теперь мы рассмотрим явления, связанные с изменением свойств покоящихся тел. Мы будем изучать нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов, кипение воды и т. д. Подобные явления называют тепловыми явлениями. Мы знаем, что при нагревании холодная вода сначала становится теплой, а затем горячей. Вынутая из пламени металлическая […]...
32. Скорость Проделаем опыт. Установим на тележку капельницу (рис. 11). Из капельницы через одинаковые промежутки времени падают капли окрашенной жидкости. Если присоединить к тележке груз (как это показано на рисунке 11), то при определенной его величине расстояния между следами, оставленными каплями на бумаге (при движении тележки), могут оказаться равными. Это означает, что тележка за одинаковые промежутки времени […]...
33. План-конспект урока по физике. Тема: Газовые законы Цель урока: установить зависимость между двумя термодинамическими параметрами при неизменном значении третьего, формировать умение объяснять законы с молекулярной точки зрения, научится изображать графики изопроцессов. Ход урока Проверка домашнего задания. 1. Фронтальная беседа с классом — Что называется параметрами состояния? — Какие термодинамические параметры характеризуют состояние газа? — Какое состояние называется термодинамическим равновесием? — Почему в […]...
34. Масса молекул. Постоянная Авогадро Масса молекулы воды. Массы отдельных молекул и атомов очень малы. Например, в 1 г воды содержится 3,7 — 1022 молекул. Следовательно, масса одной молекулы равна: . (1.1) Массу такого же порядка имеют и молекулы других веществ, исключая огромные молекулы органических веществ. Относительная молекулярная масса. Так как массы молекул очень малы, удобно использовать в расчетах не […]...
35. Уравнение состояния идеального газа Уравнение состояния. Мы детально рассмотрели поведение идеального газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Была определена зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры (формула 2.10). На основе этой зависимости можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра P, V и T, характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального […]...
36. Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики 1. Принцип действия и основные элементы теплового двигателя В курсе физики основной школы вы уже познакомились с различными видами тепловых двигателей и их устройством. Тепловые двигатели сыграли большую роль в истории человечества и сохраняют огромное значение сегодня. Они движут автомобили, вращают турбины тепловых электростанций, разгоняют космические корабли. Принцип действия теплового двигателя Тепловые двигатели названы так […]...
37. Итоги «Основы молекулярно-кинетической теории» Согласно основным положениям молекулярно-кинетической теории все тела состоят из молекул (или атомов); между молекулами на малых расстояниях, меньших собственных размеров молекул, действуют силы отталкивания, а на больших — силы притяжения; молекулы участвуют в хаотическом тепловом движении. В настоящее время все основные положении молекулярно-кинетической теории строго доказаны экспериментально. Измерены массы молекул и их размеры; определен характер […]...
38. Движение Равномерное движение Величина скорости показывает, какое расстояние s может преодолеть тело за определенное время t. Если машина ехала со скоростью 100 километров в час, это значит, что расстояние в 100 километров машина проехала за один час. Если эта скорость является постоянной, то мы имеем дело с равномерным движением тела. Таким образом, скорость тела определяет отношение […]...
39. Строение газообразных, жидких и твердых тел Молекулярно-кинетическая теория дает возможность понять, почему вещество может находиться в газообразном, жидком и твердом состояниях. Газ. В газах расстояние между атомами или молекулами в среднем во много раз больше размеров самих молекул (рис. 10). Например, при атмосферном давлении объем сосуда в десятки тысяч раз превышает объем находящихся в сосуде молекул газа. Газы легко сжимаются, так […]...
40. План-конспект урока по физике. Тема: Измерение скоростей молекул газа Цель урока: познакомить учащихся с теоретическим и экспериментальным способом определения скоростей молекул газа, развивать навыки решения качественных, экспериментальных и вычислительных задач. Ход урока Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1. Сформулируйте определение температуры тела. 2. В каких единицах измеряют температуру? 3. Каким образом можно измерить температуру? 4. Почему возникла необходимость создания более точного газового термометра? […]...