На рисунке 1 представлена зависимость давления газа от температуры при его нагревании. Сжимался или расширялся газ при нагревании?

б) расширялся;

20. Горелками, дающими за равные промежутки времени одинаковое количество теплоты, нагревались одинаковые массы воды, меди и железа. На рисунке 1 представлены зависимости изменения температуры данных веществ от времени. Изменению температуры воды от времени соответствует график:

в) 3.

21. Горелками, дающими за равные промежутки времени одинаковое количество теплоты, нагревались одинаковые массы воды, меди и железа. На рисунке 1 представлены зависимости изменения температуры данных веществ от времени. Изменению температуры железа от времени соответствует график:

б) 2;

22. Горелками, дающими за равные промежутки времени одинаковое количество теплоты, нагревались одинаковые массы воды, меди и железа. На рисунке 1 представлены зависимости изменения температуры данных веществ от времени. Изменению температуры меди от времени соответствует график:

а) 1;

23. Уравнение состояния идеальных газов для произвольной массы m (уравнение Менделеева-Клапейрона) имеет вид , где R:

б) универсальная газовая постоянная, которая численно равна работе расширения одного моля газа при его нагревании на один градус в условиях постоянного давления;

24. Степени свободы i – число независимых координат, необходимых для полного описания состояния движения системы (молекул газа) в пространстве. Все степени свободы:

а) равноправны; г) могут изменяться.

25. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы утверждает: «На любую степень свободы одноатомной молекулы приходится в среднем одинаковая энергия, равная ». Молекула, обладающая i степенями свободы, обладает энергией . Из представленных уравнений выберите те, которые полностью соответствуют понятию «степень свободы»: в) ;

26. В соответствии с теоремой о равномерном распределении энергии по степеням свободы, при температуре идеального газа Т на каждую поступательную степень свободы приходится энергия: б) ;

27. В соответствии с теоремой о равномерном распределении энергии по степеням свободы, при температуре идеального газа Т на каждую вращательную степень свободы приходится энергия: б) ;

28. В соответствии с теоремой о равномерном распределении энергии по степеням свободы, при температуре идеального газа Т на каждую колебательную степень свободы приходится энергия: а) ;

29. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна , где i = i_п + i_вр +2 i_k. Здесь i_п, i_вp, i_k – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. Для гелия (Не) число i равно: г) 3.

30. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (Не) равна: в) ;

31. Внутренняя энергия произвольной массы газа m: а) равна сумме энергий отдельных молекул;

32. Теплоемкость – это:

б) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить веществу для нагревания его на один градус Цельсия;

в) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить веществу для нагревания его на один градус;

г) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить веществу для нагревания его на один градус Кельвина.

33. Удельная теплоёмкость (c) – это:

а) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус;

б) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус Цельсия;

в) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус Кельвина;

34. Молярная теплоёмкость (C) – это:

а) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус Цельсия;

б) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус Кельвина;

в) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус;

35. Удельная теплоёмкость при постоянном объеме (c_v) – это:

б) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус Кельвина в условиях постоянного объема;

в) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус Цельсия в условиях постоянного объема;

г) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус в условиях постоянного объема.

36. Удельная теплоёмкость при постоянном давлении (c_p) – это:

г) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус в условиях постоянного давления.

37. Молярная теплоёмкость при постоянном объеме (C_v) – это:

а) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус в условиях постоянного объема;

38. Молярная теплоёмкость при постоянном давлении (C_p) – это:

в) физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус в условиях постоянного давления;

39. Из приведенных формул выберите соотношение, которое соответствует удельной теплоёмкости при постоянном давлении:

б) ;

40. Из приведенных формул выберите соотношение, которое соответствует удельной теплоёмкости при постоянном объёме: в) ;

41. Из приведенных формул выберите соотношение, которое соответствует молярной теплоёмкости при постоянном давлении: г) .

42. Из приведенных формул выберите соотношение, которое соответствует молярной теплоёмкости при постоянном объёме: а) ;

43. Отношение молярных теплоемкостей g равно: а) ;

44. Отношение удельных теплоемкостей g равно: а) ;

45. Отношение молярной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к молярной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для одноатомных газов: а) γ ≈ 1,67;

46. Отношение молярной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к молярной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для двухатомных газов: б) γ = 1,40;

47. Отношение молярной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к молярной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для трёхатомных газов: в) γ = 1,33;

48. Отношение удельной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к удельной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для одноатомных газов: г) γ ≈ 1,67.

49. Отношение удельной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к удельной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для двухатомных газов: в) γ = 1,40;

50. Отношение удельной теплоёмкости при постоянном давлении С_р к удельной теплоёмкости при постоянном объёме С_v для трёхатомных газов: б) γ = 1,33;

51. Связь между молярными теплоёмкостями идеального газа отображается уравнением Р. Майера, которое имеет вид:

б) ;

52. Молярные теплоемкости гелия в процессах 1 – 2 и 1 – 3 равны C₁ и С₂ соответственно (рис. 1). Тогда составляет:

а) ;

53. Для газа массой m, находящегося в состоянии равновесия, при T = const, средняя квадратичная скорость молекул, одна из формул которой имеет вид :

в) остаётся величиной постоянной.

54. Одна из возможных формул наиболее вероятной скорости имеет вид – это скорость движения молекул, которая характеризует:

б) положение максимума функции распределения Максвелла;

.

55. Одна из возможных формул средней арифметической скорости имеет вид – это скорость движения молекул, которая характеризует:

а) распределение молекул в потенциальном силовом поле;

56. Относительная скорость применяется для расчета числа молекул, движущихся со скоростями в интервале:

в) от v до v + dv.

57. Свободные пробеги молекул – это:

б) прямолинейные участки траектории, проходимые молекулой между двумя последовательными соударениями;

58. Одна из возможных формул для определения средней длины свободного пробега молекулы имеет вид (где Z – число соударений; <v> – средняя скорость молекулы; k – постоянная Больцмана; <d> – диаметр молекулы; p – давление; T – абсолютная температура) – это:

а) среднее расстояние, проходимое молекулой между двумя соударениями;

.

59. Среднее число соударений, одна из формул для определения которого имеет вид , – это число соударений молекул <Z>, численно равное:

б) отношению средней скорости движения молекул к средней длине свободного пробега;

60. Эффективный диаметр молекулы d – это:

в) минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул.

61. Барометрическая формула показывает, что давление:

а) убывает с высотой тем быстрее, чем тяжелее газ;

б) убывает с высотой тем быстрее, чем ниже его температура;

в) возрастает с высотой тем быстрее, чем легче газ;

62. Закон распределения молекул газа по высоте в поле сил тяготения (распределение Больцмана) , где n_o – число молекул в единице объема в том месте, где потенциальная энергия молекул равна нулю; n – число молекул в единице объема в тех точках пространства, где потенциальная энергия молекул равна W_p, показывает, что:

б) концентрация молекул газа уменьшается с увеличением высоты;

63. Одна из форм математической записей распределения Максвелла имеет вид , где – относительная скорость; v – скорость в данный момент времени; v_в – наиболее вероятная скорость, значению которой соответствует максимум кривой Максвелла. Благодаря этому распределению можно определить долю молекул идеального газа, имеющих скорости в интервале:

в) от v до v + dv.

64. На рисунке 1 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Для этой функции верным утверждением является следующее:

в) с ростом температуры максимум кривой смещается вправо.

65. На рисунке 1 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Для этого графика верным является соотношение:

б) ;

66. На рисунке 1 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям(распределение Максвелла). Для этой функции верным утверждением является следующее:

в) с ростом температуры площадь под кривой остаётся неизменной.

67. Зависимость плотности газа от высоты выражается соотношением , где ρ_o – плотность газа, где потенциальная энергия молекул равна нулю; ρ – плотность газа в том месте пространства, где потенциальная энергия молекул равна W_p. Оно показывает, что:

б) плотность газа уменьшается с изменением высоты;

2.3. Основные положения и законы термодинамики 1. Первое начало термодинамики гласит: «Изменение внутренней энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме механических эквивалентов всех внешних воздействий». Математически это можно записать так: , где dU – изменение внутренней энергии системы; dQ – элементарное количество тепла, подводимого к системе; dA – элементарная работа, совершаемая системой; dM – другие виды элементарных энергий. Можно ли утверждать, что оно является: а) законом сохранения и превращения энергии, которым сопровождаются термодинамические процессы; б) утверждением, согласно которому термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии; г) утверждением о невозможности существования вечных двигателей первого рода, который совершал бы работу, не потребляя энергию из какого-либо внешнего источника. 2. Соотношение, которое полностью отображает первое начало термодинамики: в) ; г) . 3. Первое начало термодинамики утверждает, что: а) каждое состояние термодинамической системы характеризуется определённым значением внутренней энергии U, независимо от того, каким путём система приведена в данное состояние; б) внутренняя энергия термодинамической системы U является функцией состояния системы; 4. Первое начало термодинамики утверждает, что: а) работа, совершаемая термодинамической системой, зависит от процесса, приведшего к изменению состояния системы; б) количество тепла, сообщенное термодинамической системе, зависит от процесса, приведшего к изменению состояния системы; 5. Формула, представляющая собой математическую запись первого начала термодинамики для произвольной массы газа:а) ; 6. Изотермический процесс – процесс, протекающий при постоянной температуре (T = const). При изотермическом процессе: б) внутренняя энергия системы остаётся величиной постоянной; в) все подводимое к системе тепло идет на совершение этой системой работы; 7. Работа, совершаемая произвольной массой m идеального газа при изотермическом процессе, определяется соотношением: в) ; г) . 8. Изобарический процесс – процесс, протекающий при постоянном давлении (p = const). При этом подводимое к системе тепло идёт: а) как на изменение ее внутренней энергии, так и на совершение этой системой работы; 9. Работа, совершаемая произвольной массой m идеального газа при изобарическом процессе, определяется соотношением:г) . 10. Изменение внутренней энергии произвольной массы m идеального газа при изобарическом процессе определяется соотношением:в) . 11. Если температура идеального газа увеличилась в 4 раза, то его внутренняя энергия увеличилась в: а) 4 раза; 12. Изохорический процесс – это процесс, протекающий при постоянном объеме (V = const). При этом все подводимое к системе тепло идет на изменение ее внутренней энергии. Какие из приведенных соотношений справедливы в данном случае? б) ; в) ; г) . 13. Адиабатический процесс – это процесс, протекающий без теплообмена или почти без теплообмена с окружающей средой. При этом работа: а) может совершаться системой только за счет убыли её внутренней энергии; 14. Какие из приведенных соотношений справедливы для адиабатического процесса (являются уравнениями Пуассона)? а) ; б) ; в) ; 15. Работа, совершаемая произвольной массой m идеального газа при адиабатическом расширении, определяется по формуле:а) ; б) ; 16. Если ΔU – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для адиабатного расширения газа справедливы следующие соотношения: б) Q = 0; A > 0; ΔU < 0; 17. Если над термодинамической системой внешними силами совершается работа A и той же системе передаётся некоторое количество теплоты Q, то этом случае изменение внутренней энергии DU системы будет равно: в) DU = A + Q; 18. Какие из приведенных соотношений справедливы для политропического процесса? а) ; б) ; в) ; 19. Работа, совершаемая произвольной массой m идеального газа при политропическом процессе: а) ; б) ; 20. Если переданное идеальному газу количество теплоты в любой момент времени равно работе, совершённой газом, то можно утверждать, что в данном газе совершается: б) изотермический процесс; 21. Если переданное идеальному газу количество теплоты в любой момент времени равно изменению внутренней энергии газа, то можно утверждать, что в данном газе совершается: г) изохорический процесс. 22. Если в любой момент времени совершенная идеальным газом работа равна изменению внутренней энергии термодинамической системе, то можно утверждать, что в данном газе совершается: а) адиабатический процесс; 23. Внутренняя энергия тела может изменяться: г) при передаче телу теплоты и при совершении над ним работы. 24. При изобарическом процессе работа газа всегда: г) зависит от величины давления и от изменения объема. 25. Работа, совершаемая идеальным газом при круговом процессе (цикле): а) эквивалентна разности количеств тепла, подводимого к системе при расширении Q1 и отводимого от нее при сжатии Q2; в) равна разности работ при расширении А1 и при сжатии А2 газа; 26. Коэффициент полезного действия кругового процесса (цикла) – это: а) физическая величина, равная отношению работы цикла к работе, которую можно было бы совершить при превращении в нее всего количества тепла, подведенного к системе; в) физическая величина, равная отношению разности количества тепла, подведенного к системе, и количества тепла, отданного системой, к работе, которую можно было бы совершить при превращении в нее всего количества тепла, подведенного к системе. 27. Цикл Карно – это: а) цикл, состоящий из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатических процессов, осуществляемых с рабочим телом (например, паром); в) обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту); 28. Тепловая машина работает по циклу Карно. Если температуру нагревателя увеличить, то КПД цикла: б) увеличится; 29. На рисунке 1 изображен цикл Карно в координатах (T,S), где S – энтропия. Изотермическое расширение происходит на этапе: б) 1 – 2; 30. Математически первое начало термодинамики для изотермического процесса можно отобразить следующими соотношениями: г) T = const; Q = Aг; DU = 0. 31. Работа, совершаемая произвольной массой m идеального газа цикл Карно, определяется соотношением: в) . 32. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. На участке АВ рабочее тело приводится в соприкосновение с нагревателем, находящимся при температуре T1, и: а) расширяясь, совершает работу; г) изотермически получает от нагревателя некоторое количество тепла. 33. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. На участке ВС рабочее тело: а) расширяясь адиабатически, совершает работу; г) адиабатически охлаждается до температуры Т2. 34. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. На участке СD рабочее тело: г) сжимаясь изотермически, отдаёт некоторое количество тепла. 35. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. На участке АD рабочее тело: а) сжимаясь адиабатически, отдаёт холодильнику некоторое количество тепла; 36. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. В точке В температура рабочего тела равна температуре точки: а) А; 37. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. В точке C температура рабочего тела равна температуре точки: в) D.     38. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. В точке D температура рабочего тела равна температуре точки: в) D. 39. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. Работа данного цикла численно равна площади фигуры: в) ABСD; 40. Коэффициент полезного действия цикла Карно h: а) не зависит от природы вещества; в) зависит лишь от температур, при которых теплота сообщается системе и отбирается от нее; 41. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. Коэффициент полезного действия цикла Карно h определяется соотношением: б) ;   г) . 42. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. Коэффициент полезного действия цикла Карно h численно равен отношению: а) площади фигуры ABCDA к площади фигуры ABMNA; в) разности площадей фигур ABMNA и CLKDC к площади фигуры ABMNA; 43. На рисунке 1 в координатах p – V представлен цикл Карно. Коэффициент полезного действия холодильной машины (холодильника) определяется соотношением: а) ; г) . 44. На рисунках 1–3 в координатах p – V представлены циклы Карно, Отто и Дизеля. Циклу Отто соответствует рисунок: б) 2; 45. На рисунках 1–3 в координатах p – V представлены циклы Карно, Отто и Дизеля. Циклу Дизеля соответствует рисунок: а) 3; 46. На рисунках 1–3 в координатах p – V представлены циклы Карно, Отто и Дизеля. Циклу Карно соответствует рисунок: в) 1. 47. За один цикл тепловая машина, коэффициент полезного действия которой h = 50 %, отдаёт холодильнику 500 Дж теплоты. В этом случае работа, совершаемая тепловой машиной, равна: в) 500 Дж; 48. За один цикл тепловая машина, коэффициент полезного действия которой h = 50 %, получает от нагревателя 500 Дж теплоты. В этом случае работа, совершаемая тепловой машиной, равна: г) 250 Дж. 49. За один цикл тепловая машина, коэффициент полезного действия которой h = 50 %, совершает работу в 500 Дж. В этом случае тепловая машина отдаёт холодильнику: в) 500 Дж теплоты; 50. Газ совершает работу против внешних сил 500 Дж, получая из вне 500 Дж теплоты. В этом случае изменение внутренней энергии газа равно: а) 0 Дж; 51. Если тепловая машина с КПД 50% за один цикл отдает холодильнику 500 Дж теплоты, то работа, совершаемая машиной за один цикл, равна: а) 250 Дж; 52. Над термодинамической системой внешние силы совершают работу, равную A, и этой же системе передаётся количество тепла, равное Q. Изменение внутренней энергии термодинамической системы ∆U в этом случае равно: г) . 53. Абсолютная температура нагревателя в идеальной тепловой машине вдвое больше температуры холодильника, КПД такой машины равен: б) 50 %; 54. Если температура нагревателя идеальной тепловой машины 227ºС, а температура холодильника 27ºС, то газ в машине совершает полезную работу, равную: а) 0,4 Q; 55. КПД идеальной тепловой машины, которая совершает полезную работу 200 Дж, получая для этого 800 Дж теплоты, равен: г) 25 %. 56. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке 1. Отношение работы при нагревании газа к работе при охлаждении равно: г) 2,5. 57. В идеальной тепловой машине абсолютная температура нагревателя вдвое больше температуры холодильника. Если, не меняя температуру нагревателя, температуру холодильника уменьшить вдвое, то КПД этой машины: б) возрастет на 25 %; 58. Энтропия – это: г) физическая величина, элементарное изменение которой при переходе системы из одного состояния в другое равно полученному или отданному количеству теплоты, деленному на температуру, при которой произошел этот процесс. 59. В термодинамике энтропия – это: в) мера необратимого рассеяния энергии; г) функция состояния системы, которая позволяет строго математически сформулировать второе начало термодинамики. 60. Второе начало термодинамики: а) «В изолированной системе возможны только такие процессы, при которых энтропия системы возрастает»; г) «Невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение в работу теплоты, полученной от нагревателя». 61. Математически второе начало термодинамики отображается соотношением: а) ; б) ; 62. Связь энтропии системы с вероятностью выражается соотношением: б) ; 63. В общем случае изменение энтропии системы при переходе из одного состояния в другое определяется формулой: а) ; б) ; 64. Изменение энтропии системы при изотермическом процессе: в) ; 65. Изменение энтропии системы при изобарическом процессе: б) ; в) ; 66. Изменение энтропии системы при изохорическом процессе: г) . 67. Изменение энтропии системы при адиабатическом процессе: а) ; 68. Изменение энтропии системы, совершающей цикл Карно: а) ; б) ; 69. В случае совершения системой обратимого цикла Карно энтропия замкнутой системы: б) не изменяется; в) остаётся величиной постоянной; 70. В случае совершения системой необратимого цикла Карно энтропия замкнутой системы: а) возрастает; 71. Для произвольных процессов, происходящих в замкнутой системе, энтропия системы: а) ; б) ; в) ; 72. Для произвольных процессов, происходящих в замкнутой системе, энтропия: б) не может убывать; г) может возрастать. 73. Третье начало термодинамики (теорема Нернста) формулируется так: б) «Изменение энтропии системы (DS) при любых обратимых изотермических процессах, совершаемых между двумя равновесными состояниями при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, стремится к нулю»; в) «При помощи последовательности термодинамических процессов нельзя достичь температуры, равной абсолютному нулю»; 74. Термодинамика неравновесных процессов – это: а) общая теория макроскопического описания неравновесных процессов, позволяющая количественное изучение этих процессов для состояний, не сильно отличающихся от равновесного состояния; г) общая теория макроскопического описания неравновесных процессов. 75. На рисунке 1 представлен цикл тепловой машины в координатах Т, S, где Т – термодинамическая температура, S – энтропия. Укажите нагреватели и холодильники с соответствующими температурами: в) нагреватели – Т4, Т5, холодильники – T1, Т2, Т3; 76. На рисунке 1 изображен цикл Карно в координатах (T,S), где S – энтропия. Изотермическое расширение происходит на этапе: б) 1-2;