Тема: Средняя энергия молекул

Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней энергии молекулы с жесткой связью . Это имеет место для …

			водорода
			водяного пара
			гелия
			метана ()

Решение:
Средняя кинетическая энергия молекулы равна: , где – постоянная Больцмана, – термодинамическая температура, – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: . Средняя энергия вращательного движения . Таким образом, с учетом того что связь атомов в молекуле по условию является жесткой (в этом случае ), отношение . Отсюда , что имеет место для газов с двухатомными и многоатомными линейными молекулами. Следовательно, это – водород.

Тема: Средняя энергия молекул
При комнатной температуре отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно для …

			водяного пара
			гелия
			воздуха
			кислорода

Решение:
Из отношения найдем 3 поступательные и 3 вращательные степени свободы имеют трехатомные и многоатомные газы, следовательно, это водяной пар.

Тема: Средняя энергия молекул
При комнатной температуре коэффициент Пуассона , где и – молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, равен для …

			водяного пара
			водорода
			азота
			гелия

Решение:
Из отношения . При комнатной температуре , где и – число поступательных и вращательных степеней свободы. По условию . Отсюда . Так как для молекул газа , то для рассматриваемого газа , а три вращательные степени свободы имеют трехатомные и многоатомные газы с нелинейными молекулами. Следовательно, речь идет о водяном паре.

Тема: Средняя энергия молекул
В соответствии с законом равномерного распределения энергии по степеням свободы средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна: . Здесь , где , и – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы соответственно. Для азота средняя кинетическая энергия колебательного движения молекулы равна …

Решение:
Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень свободы – . Средняя кинетическая энергия молекулы равна: .
Здесь – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: , где – число степеней свободы поступательного движения, равное 3; – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно 0, 2, 3; – число степеней свободы колебательного движения, минимальное количество которых равно 1.
Для азота () (двухатомной молекулы) , и . Следовательно,

			кислорода
			водяного пара
			углекислого газа
			гелия

Тема: Средняя энергия молекул
Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении равна где – универсальная газовая постоянная. Число вращательных степеней свободы молекулы равно …

Решение:
Молярная теплоемкость идеального газа в изобарном процессе определяется соотношением , где . Здесь число степеней свободы поступательного движения; число степеней свободы вращательного движения; – число степеней свободы колебательного движения. Для молекул идеального газа , для линейных молекул и для нелинейных молекул. Из сопоставления с данными задания следует, что . С учетом того что , приходим к выводу, что . В данном случае .

Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
Одноатомному идеальному газу в результате изобарического процесса подведено количество теплоты . На увеличение внутренней энергии газа расходуется часть теплоты , равная …

			0,6
			1,7
			0,7
			1,4

Решение:
Изменение внутренней энергии газа равно . Количество теплоты, переданное газу при изобарическом процессе, можно определить по формуле . Тогда , где число степеней свободы молекулы, для одноатомного газа .