1) Равна 1 м при любой его ориентации

2) изменится от 1 м до 1,67 м

3) изменится от 0,6 м до 1 м

4) изменится от1 м до 0,6 м

Оба космонавта находятся в корабле и стержень неподвижен относительно них, поэтому его длина неизменна и равна 1 м.

В тоже время длина стержня с точки зрения наблюдателя, находящегося вне корабля, мимо которого корабль пролетает, увеличится в соответствии с законом , и станет 1,67 м.

Наблюдатель следит в трубу за пролетающим мимо слева направо со скоростью близкой к скорости света космическим кораблем. На борту корабля нарисована эмблема: наблюдатель ее увидит…

1)2) 3) 4)

Наблюдатель увидит эмблему 1),поскольку размеры тел, движущихся со скоростями близкими к скорости света, сокращаются в направлении движения:.

Молекуярная физика и термодинамика

1	Распределения Максвелла и Больцмана
2	Средняя энергия молекул
3	Второе начало термодинамики. Энтропия. Циклы
4	Явления переноса

 На рисунке представлено распределение молекул по скоростям (распределение Максвелла), где f(V) = dN/NdV – доля молекул, скорости которых заключены в интервале от V до (V +dV).

f(V) f(V)

Т₁

Т₂> Т₁

Т₂

V_вер v V

Для этой функции верным утверждением является …

1) С ростом температуры величина максимума растет.

2) С ростом температуры максимум кривой смещается вправо.

3) С ростом температуры площадь под кривой растет.

Или вариант

1) С ростом температуры площадь кривой изменяется

2) Положение максимума зависит от природы газа (массы молекул)

3) При понижении температуры величина максимума уменьшается

Наиболее вероятная скорость (положение максимума) определяется уравнением: V_вер=. При увеличении температуры максимум распределения будет смещаться вправо, в область более высоких скоростей, при этом величинаf(V) будет меньше, так как суммарная площадь под кривой должна остаться равной общему числу молекул.

Зависимость от массы молекулы будет обратной: с ростом массы максимум будет смещаться влево, поскольку масса стоит в знаменателе.

Правильные варианты ответов:

С ростом температуры максимум кривой смещается вправо.

Положение максимума зависит от природы газа (массы молекул).

 В трех одинаковых сосудах при равных условиях находится одинаковое количество водорода, гелия и азота. Распределение скоростей молекул гелия будет описывать кривая (приведены три кривые аналогичные предыдущей).

Согласно предыдущему примеру с ростом массы молекул максимум будет смещаться влево, поскольку масса стоит в знаменателе.

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

1) (5/2)kT 2) (1/2)kT 3) (3/2)kT 4) (7/2)kT

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т равна Е_к = (i/2) kT, где i – число степеней свободы молекулы.

Числом степеней свободы телаiназывают число независимых координат, полностью определяющих положение тела в пространстве.

а) молекулы, состоящие из одного атома, можно представить материальной точкой, положение которой полностью определяется заданием трех ее координат. Одноатомные молекулы (He,Ar) имеетi= 3, ответ3).

б) Положение двухатомной молекулы полностью определяется заданием трех координат центра инерции (x,y,z) и двух углов θ и ψ вращения вокруг осейOXиOZ. Вращением вокруг оси ОУ можно пренебречь, т.к. момент инерции её относительно оси ОУ пренебрежительно мал. Двухатомная молекула имеетi= 5: три степени свободы поступательные и две – вращательные.

в) молекулы из трех и более жестко связанных атомов, не лежащих на одной прямой, полностью определяются тремя координатами центра инерции (x,y,z) и тремя углами вращения (θ, γ, ψ) вокруг осей (OX,OY,OZ).

N– атомная молекула (N≥ 3) имеетi= 6: три степени поступательные и три – вращательные.

г) если многоатомная молекула N≥ 2 имеет упругую связь, то в системе может возникнуть колебательное движение. Нужно учесть и его колебательные (от 1 и более). Колебательная степень свободы должна иметь энергию, вдвое большую по сравнению с поступательной или вращательной. Это объясняется тем, что колебательное движение связано с наличием кинетической и потенциальной энергий. На колебательные степени свободы приходится энергия в два раза больше: Е_колеб=kT. Колебательные степени свободы возбуждаются при высоких температурах, что должно специально оговариваться.

 Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т равна Е_к = (i/2) kT, где i – число степеней свободы молекулы: поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водорода (Н₂) число i равно …

1) 3 2) 53) 7 8)

 При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водяного пара (Н₂O) число i равно

1) 3 2) 5 3) 64) 8

 Состояние идеального газа определяется значением параметров T₀,p₀иV₀. Определенное количество газа перевели из состояния (3p₀,V₀) в состояние (p₀, 2V₀) при этом его внутренняя энергия …

1) не изменилась 2) увеличилась 3) уменьшилась

Уравнение состояния идеального газа pV=vRT. Первому состоянию соответствует изотерма Т₁= (3p₀V₀)/vR, второму – Т₂= (2p₀V₀)/vR. Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна температуре. Поскольку Т₁> Т₂, внутренняя энергия газауменьшилась.

 Если U– изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа,Q– теплота, сообщаемая газу, то для изобарного нагревания газа справедливы соотношения …

1) Q> 0; А > 0;U= 02) Q > 0; А = 0; U > 0

3) Q> 0; А > 0;U> 0 4)Q= 0; А < 0;U> 0

Согласно первому началу термодинамики Q=U+ А – тепло переданное системе идет на увеличение ее внутренней энергии и совершение работы. При изобарном нагревеQ> 0, давление постоянно, т.е. работаdА =PdV= 0 не совершается. Правильный ответ 2)Q > 0; А = 0; U > 0.

 В процессе обратимого адиабатического нагревания постоянной массы идеального газа его энтропия …

1) уменьшается 2) не изменяется3) увеличивается

Для обратимого процесса dS=dQ/T. При адиабатическом процессе обмена теплом не происходит:dQ= 0, значит, энтропия не меняется.

 На рисунке изображен цикл Карно в координатах (Т,S), где S – энтропия.

Теплота подводится к системе на участке…

1) 1-2 2) 2-3 3) 3-4 4) 4-1

Цикл Карно состоит из двух изотерм: 1-2, 3-4 и двух аддиабат: 2-3, 4-1. При адиабатическом процессе система по определению не обменивается теплом с внешней средой. При изотермическом процессе энтропия (степень «беспорядка») будет расти с ростом температуры, то есть на участке 1-2.

На той же диаграмме адиабатное расширение происходит на участке …

1) 1-2 2) 2-3 3) 3-4 4) 4-1

При адиабатическом расширении температура падает, значит. расширению будет соответствовать участок 2-3.

На (р,V) диаграмме изображены два циклических поцесса.

Отношение работ, совершенных в каждом цикле А₁/А₂ будет равно …

1) 2 2) -1/2

3) -2 4) 1/2

На диаграмме р-V работа А = рdV равна площади под кривой и будет отрицательна, если объем уменьшается. Работа в первом цикле А₁ = 3 «клетки», во втором цикле А = 6 «клеток» и в обоих случаях положительна. А₁/А₂ = ½.

Работа отрицательной в любом из циклов при изменении направлении обхода контура.

 На (р,V) диаграмме изображен циклический поцесс.

На каких участках температура

р

А Б

Д С

V

1) растет

2) уменьшается

3) остается постоянной

При изобарных процессах (АБ и СД)

PV = RT, Р = RT/V т.е. Т растет, где растет V и наоборот.

На изохорных участках ДА и БС

PV = RT, V = RT/ Р

т.е. температура растет с возрастанием давления и наоборот.