fizika(теор.мин)

Раздел №2: Идеальный газ.

М2.1.2.01. Определение. Термическое уравнение состояния. Простейшие процессы.

257. Дайте определение идеального газ с точки зрения термодинамики.

258. Дайте определение идеального газ с точки зрения молекулярной физики.

259. Каково значение средней концентрации молекул при нормальных условиях?

260. Какой вид имеет термическое уравнение состояния идеального газа?

261. Напишите уравнение Клапейрона-Менделеева для произвольной массы газа.

262. Что такое идеально-газовая температура?

263. Что такое постоянная Больцмана? Как связаны давление и концентрация идеального газа?

264. Какой вид имеет основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа?

265. Что такое парциальное давление? Сформулируйте закон Дальтона.

266. Какой вид имеет термическое уравнение состояния для смеси идеальных газов?

267. Напишите уравнение изобарного процесса для идеального газа. Закон Гей-Люссака.

268. Напишите уравнение изохорного процесса для идеального газа. Закон Шарля.

269. Напишите уравнение изотермического процесса для идеального газа. Закон Бойля-Мариотта.

270. Постройте на р-V диаграмме изобарный, изохорный и изотермический процессы.

271. Постройте на V-T диаграмме изобарный, изохорный и изотермический процессы.

272. Постройте на p-T диаграмме изобарный, изохорный и изотермический процессы.

Тема №2: Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия.

Раздел №1: Первое начало термодинамики.

М2.2.1.01. Способы изменения состояния термодинамической системы.

273. В чем различие и сходство работы и теплоты как способов изменения состояния термодинамической системы?

274. По как формуле вычисляется теплота нагревания тела без изменения его агрегатного состояния?

275. По как формуле вычисляется теплота плавления (кристаллизации) данной массы вещества?

276. По как формуле вычисляется теплота испарения (конденсации) данной массы вещества?

277. Что такое полная теплоёмкость? В каких единицах она измеряется?

278. Что такое удельная теплоёмкость? В каких единицах она измеряется?

279. Что такое молярная теплоёмкость? В каких единицах она измеряется?

280. Как связаны друг с другом молярная и удельная теплоёмкости?

281. Как связаны друг с другом полная и удельная теплоёмкости?

282. Что такое удельная теплота плавления (кристаллизации)? В каких единицах она измеряется?

283. Что такое удельная теплота испарения (конденсации)? В каких единицах она измеряется?

284. Как связаны друг с другом работа термодинамической системы и работа окружающей среды над системой?

285. По как формуле вычисляется элементарная и полная работа газа в равновесном процессе при изменении его объема?

286. Дайте графическое представление работы газа при произвольном и циклическом равновесном процессе.

287. По какой формуле вычисляется работа идеального газа в изобарном процессе?

288. По какой формуле вычисляется работа идеального газа в изохорном процессе?

289. По какой формуле вычисляется работа идеального газа в изотермическом процессе?

290. Как связаны друг с другом работа идеального газа и изменение температуры в изобарном процессе? В чем состоит физический смысл универсальной газовой постоянной?

М2.2.1.02. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия.

291. Какое утверждение справедливо относительно теплоты, переданной системе и работы внешних сил над системой?

292. Дайте определение внутренней энергии системы с точки зрения молекулярной физики.

293. Дайте определение внутренней энергии системы с точки зрения термодинамики.

294. Сформулируйте первое начало термодинамики.

295. Сформулируйте первое начало термодинамики в дифференциальной форме.

296. Почему невозможен вечный двигатель первого рода?

297. Что такое адиабатный процесс. Как связаны друг с другом в таком процессе работа термодинамической системы и её внутренняя энергия?

298. Как связаны друг с другом элементарное изменение внутренней энергии и изменение температуры в изохорном процессе?

Раздел №2: Внутренняя энергия идеального газа в равновесии. Равновесные политропические процессы.

М2.2.2.01.Равнораспределение энергии по степеням свободы.

299. Что такое поступательные степени свободы молекулы?

300. Что такое вращательные степени свободы молекулы?

301. Что такое колебательные степени свободы молекулы?

302. Как распределена энергия по степеням свободы молекул идеального газа в равновесном состоянии?

303. Сколько степеней свободы имеет одноатомная молекула? Какие это степени свободы?

304. Сколько степеней свободы имеет двухатомная «жесткая» молекула? Какие это степени свободы?

305. Сколько степеней свободы имеет двухатомная «мягкая» молекула? Какие это степени свободы?

306. Сколько степеней свободы имеет трёхатомная (многоатомная) «жесткая» молекула? Какие это степени свободы?

307. Как связаны друг с другом средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа в равновесном состоянии и температура газа?

308. Как связаны друг с другом средняя кинетическая энергия вращательного движения молекул идеального газа в равновесном состоянии и температура газа?

309. Как связаны друг с другом средняя кинетическая энергия колебательного движения молекул идеального газа в равновесном состоянии и температура газа?

310. Как связаны друг с другом средняя потенциальная энергия колебательного движения молекул идеального газа в равновесном состоянии и температура газа?

311. Что такое «замораживание» степеней свободы?

М2.2.2.02. Внутренняя энергия идеального газа. Теплоёмкость газа.

312. Дайте определение внутренней энергии идеального газа с точки зрения молекулярной физики?

313. Как зависит энергия идеального газа от объёма?

314. Как связаны друг с другом внутренняя энергия идеального газа и средняя энергия его молекул?

315. По какой формуле вычисляется внутренней энергии идеального газа при заданной температуре?

316. Как связаны друг с другом молярная изохорная теплоемкость идеального газа и количество степеней свободы его молекулы?

317. Как связаны друг с другом изохорная и изобарная теплоемкости идеального газа? Уравнение Майера.

318. Как связаны друг с другом молярная изобарная теплоемкость идеального газа и количество степеней свободы его молекулы?

М2.2.2.03. Обратимый политропические процессы.

319. Что такое показатель адиабаты идеального газа? Как он выражается через количество степеней свободы молекулы?

320. Напишите уравнение обратимого адиабатного процесса в p-V, V-T и p-T координатах.

321. Изобразите график обратимого адиабатного процесса на p-V, V-T и p-T диаграммах.

322. Какой процесс называется политропическим? Напишите уравнение такого процесса.

323. Что такое показатель политропы идеального газа? Как он выражается через теплоёмкость?

324. Чему равна работа газа при политропическом процессе?

Тема №3: Статистические распределения молекул. Второе начало термодинамики. Тепловые машины

Раздел №1: Статистические распределения молекул.

М2.3.1.01. Общие понятия из теории вероятности.

325. Что такое вероятность значения дискретной случайной величины?

326. Что такое функция распределения случайной величины?

327. Как рассчитать с помощью функции распределения вероятность попадания случайной величины в заданный интервал значений?

328. Что такое условие нормировки функции распределения?

329. Как рассчитать с помощью функции распределения среднее значение случайной величины?

330. Как рассчитать с помощью функции распределения среднее значение какой-либо функции случайной величины?

М2.3.1.02. Функции распределения по скоростям молекул равновесного идеального газа.

331. Какой вид имеет функция распределения молекул по модулю скорости? Функция распределения Максвелла.

332. Что такое наиболее вероятная скорость молекул? Как она зависит от молярной массы газа и температуры?

333. Что такое средняя арифметическая скорость молекул? Как она зависит от молярной массы газа и температуры?

334. Что такое средняя квадратичная скорость молекул? Как она зависит от молярной массы газа и температуры?

М2.3.1.03. Функция распределения по координатам молекул равновесного идеального газа .

335. Как зависит давление газа на заданной высоте от молярной массы газа и температуры?

336. Что такое барометрическая формула?

337. Какой вид имеет функция распределения молекул по высоте в поле силы тяжести?

338. Какой вид имеет функция распределения молекул по координатам в потенциальном поле?

339. Что такое распределение Больцмана для молекул в потенциальном поле?

340. Как зависит от координат концентрация молекул в потенциальном поле?

341. Как изменяется концентрация молекул в изотермической атмосфере при увеличении высоты над уровнем моря в два раза?

342. Как из функции распределения Больцмана получить барометрическую формулу?

Раздел №2: Второе начало термодинамики. Энтропия. Тепловые машины.

М2.3.2.01. Второе начало термодинамики.

343. Какие виды необратимых процессов Вы знаете?

344. Какое утверждение называется вторым началом термодинамики в формулировке Кельвина-Планка?

345. Почему невозможен вечный двигатель второго рода?

346. Какое утверждение называется вторым началом термодинамики в формулировке Клаузиуса?

М2.3.2.02. Тепловые машины.

347. Какова общая схема тепловой машины? Из каких основных элементов состоит машина?

348. Какова роль нагревателя, холодильника и рабочего тела в тепловом двигателе?

349. Какая формула связывает работу тепловой машины и количества теплоты, которыми рабочее тело обменивается с нагревателем и холодильником?

350. Дайте определение коэффициента полезного действия тепловой машины.

351. Что такое холодильная машина?

352. Дайте определение холодильного коэффициента.

353. Что такое тепловой насос?

354. Как определяется производительность теплового насоса?

355. Какое утверждение справедливо относительно КПД обратимых тепловых машин, работающих с определёнными температурами нагревателя и холодильника? Первая теорема Карно.

356. Какое утверждение справедливо относительно соотношения КПД обратимых и не обратимых тепловых машин, работающих с определёнными температурами нагревателя и холодильника? Вторая теорема Карно.

357. Что такое обратимая тепловая машина Карно? Как изменяется состояние рабочего тела (идеального газа) в такой машине?

358. Что такое цикл Карно?

359. Как связан КПД машины, работающей по циклу Карно, с температурами нагревателя и холодильника?

360. Каков максимальный коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей с определёнными температурами нагревателя и холодильника?

М2.3.2.03. Энтропия.

361. Что такое элементарная и полная приведенная теплота?

362. Какое утверждение справедливо относительно приведенной теплоты, полученной системой в циклическом обратимом процессе? Равенство Клаузиуса.

363. Какое утверждение справедливо относительно приведенной теплоты, полученной системой в циклическом необратимом процессе? Неравенство Клаузиуса.

364. Как определяется энтропия в термодинамике?

365. Как выражается изменение энтропии идеального газа через начальные и конечные значения температуры и объема?

366. Как изменяется энтропия идеального газа при адиабатном расширении в вакуум?

367. Как изменяется энтропия в обратимом адиабатном процессе?

368. Как изменяется энтропия в необратимом адиабатном процессе?

369. Дайте энтропийную формулировку второго начала термодинамики.

370. Какое неравенство является математическим выражением объединенной формулировки первого и второго начал термодинамики?

371. Как связаны энтропия и статистический вес состояния системы?

372. Что такое формула Больцмана для энтропии?

373. Какое утверждение можно сделать относительно статистического веса в равновесном состоянии при заданных внешних условиях?

374. Какое утверждение можно сделать относительно изменения статистического веса при установлении равновесия в системе при заданных внешних условиях?

Тема №4: Реальные газы. Агрегатные состояния. Элементы физической кинетики.

М2.4.1.01. Реальные газы.

375. Для каких состояний необходимо учитывать силы межмолекулярного взаимодействия в газе?

376. Чем отличается уравнение Ван-дер-Ваальса состояния реального газа от уравнения Менделеева-Клапейрона?

377. Какая величина в уравнении Ван-дер-Ваальса учитывает собственный объём молекул (отталкивание молекул на «малых» расстояниях)?

378. Какая величина в уравнении Ван-дер-Ваальса учитывает притяжение молекул на «больших» расстояниях?

379. Как зависит от температуры и объёма внутренняя энергия реального газа?

380. Чем отличается выражение для внутренней энергии реального газа от выражения для внутренней энергии идеального газа?

381. Как изменяется температура реального газа при адиабатном расширении в вакуум?

382. Чем отличаются изотермы в p-V координатах, получаемые из уравнения Ван-дер-Ваальса от изотерм идеального газа?

383. Чем отличаются изотермы в p-V координатах, получаемые из уравнения Ван-дер-Ваальса от экспериментальных изотерм реальных газов?

384. Что такое критическое состояние вещества?

385. Что такое давление насыщенных паров?

386. Что такое метастабильные состояния?

387. Какое состояние называют пересыщенным паром? Покажите его на p-V диаграмме для реального газа. Что такое камера Вильсона?

388. Какое состояние называют перегретой жидкостью? Покажите его на p-V диаграмме для реального газа. Что такое пузырьковая камера Глезера?

М2.4.1.02. Агрегатные состояния.

389. Какие основные агрегатные состояния вещества Вы знаете? Чем они различаются?

390. Что такое фазовые переходы? Как изменяется состояние молекул при фазовых переходах?

391. Что такое теплота плавления (кристаллизации)? Какой вид внутренней энергии вещества изменяется за счет поглощения (выделения) теплоты перехода?

392. Что такое теплота парообразования (конденсации)? Какой вид внутренней энергии вещества изменяется за счет поглощения (выделения) теплоты перехода?

393. Как располагаются различные фазы вещества на p-T диаграмме?

М2.4.1.03. Элементы физической кинетики.

394. Что такое эффективное сечение и эффективный диаметр молекулы?

395. Что такое средняя длина свободного пробега?

396. Как и от чего зависит средняя длина свободного пробега молекулы идеального газа?

397. Что такое явления переноса? Приведите примеры.

398. Что такое плотность потока импульса?

399. Как связана плотность потока импульса с градиентом средней скорости молекул?

400. Что такое уравнение Ньютона для переноса импульса?

401. Как связаны сила вязкого трения и градиент средней скорости молекул?

402. Что такое коэффициент динамической вязкости? Как он связан со средней скоростью молекул для идеального газа?

403. Какую размерность имеет коэффициент в уравнениях вязкого трения?

404. Что такое плотность потока тепла?

405. Что общего у уравнений вязкости, теплопроводности и диффузии?

406. Как связана плотность потока тепла с градиентом температуры?

407. Что такое уравнение Фурье для переноса тепла?

408. Что такое коэффициент теплопроводности? Как он связан со средней скоростью молекул для идеального газа?

409. Какую размерность имеет коэффициент в уравнениях теплопроводности?

410. Что такое плотность потока вещества (массы)?

411. Как связана плотность потока массы с градиентом концентрации?

412. Что такое уравнение Фика для переноса концентрации?

413. Что такое коэффициент диффузии? Как он связан со средней скоростью молекул для идеального газа?

414. Какую размерность имеют коэффициенты в уравнениях диффузии, вязкого трения и теплопроводности?

415. Как связаны между собой коэффициенты в уравнениях диффузии, вязкого трения и теплопроводности?