Вариант 1

1. Запишите формулу средней квадратичной скорости.

2. При температуре 15°С относительная влажность воздуха 80%. Найдите его абсолютную влажность.

3. Молекула азота при нормальных условиях движется со средней скоростью 454 м/с. Определите модуль среднего импульса <p> молекулы.

4. При температуре воздуха -3°С относительная влажность его 40%. Какую массу воды нужно дополнительно испарить в каждый кубометр воздуха, чтобы при температуре 20°С относительная влажность была 90%?

5. В комнате на полу лежит прочный полый шарик радиусом 2 см и массой 10 г. При каком давлении атмосферы p он смог бы всплыть к потолку? Температура в комнате 20°С. Для оценки атмосферу считать идеальным газом.

Вариант 2

1. Запишите формулу средней кинетической энергии.

2. Определите массу одной молекулы кислорода.

3. На сколько процентов возрастет средняя квадратичная скорость молекул идеального газа, если абсолютная температура увеличится в n = 2 раза?

4. В комнате объемом 40 м³ при температуре 20°С относительная влажность воздуха 20%. Какую массу воды нужно испарить для увеличения относительной влажности воздуха до 50%?

5. Температура воздуха в комнате 14°С, относительная влажность 60%. В комнате затопили печь, и температура воздуха повысилась до 22°С. Сколько воды надо испарить в комнате, чтобы точка росы при этом увеличилась на 6°С? Какой стала относительная влажность воздуха, если объем комнаты 50 м³?

Решение контрольной работы

Вариант 1

1) .

2) Дано: Решение:

t = 15°C ;;

φ = 80% ρ = 80*12,8/100 = 10,24 г/м³.

ρ_н = 12,8 г/м³

ρ = ? Ответ: ρ = 10,24 г/м³.

3) Дано: Решение:

<v_кв> = 454 м/с <p> = m<v_кв>;

T = 293 К ;;

<p> = ? .

Ответ: .

4) Дано: Решение:

V = 1 м³ ∆m = m₂ – m₁

t₁ = -3°C ;;;

φ₁ = 40% ;

ρ_н1 = 3,81 г/м³ Аналогично:

t₂ = 20°C ;

φ₂ = 90% ;

ρ_н2 = 17,3 г/м³ .

∆m = ? Ответ: .

5) Дано: Решение:

r = 2 см mg = ρ_вgV; m = ρ_вV; ;

T = 293 К ;;;

m = 10 г .

p = ? Ответ: .

Вариант 2

1) .

2) Дано: Решение:

O₂ ;.

m = ? Ответ: .

3) Дано: Решение:

;;

x% = ? ;;

;;

;.

Ответ: 41%.

4) Дано: Решение:

V = 40 м³ ∆m = m₂ – m₁

t₁ = 20°C ;;;

φ₁ = 20% ; Аналогично:

ρ_н1 = 3,81 г/м³ ;

φ₂ = 50% ;

ρ_н2 = 17,3 г/м³ .

∆m = ? Ответ: .

5) Дано: Решение:

V = 50 м³ ;;;

t₁ = 14°C ;(по таблице);

φ₁ = 60% ;;

t₂ = 22°C ;

∆t₀ = 6°C ρ_н1 = 12,1 г/м³; ρ_н2 = 19,4г/м³;

.

∆m = ?

φ₂ = ? Ответ: ,.

2.7.Конспект проблемного урока по теме «Основы термодинамики»

Проблемный урок по теме «Внутренняя энергия»

Цель урока: ввести понятие внутренней энергии тела; познакомить учащихся с двумя способами изменения внутренней энергии.

Тип урока: комбинированный.

План урока

1. Молекулярно-кинетическая трактовка понятия внутренней энергии тела.

2. Вывод формулы внутренней энергии идеального газа.

3. Способы изменения внутренней энергии системы: теплообмен и совершение работы.

Ход урока

1. Проверка знаний. (Физический диктант по вопросам: четные – II вариант, нечетные – I вариант.)

1. Что такое микроскопические параметры и что они характеризуют?

2. Что такое макроскопические параметры и что они характеризуют?

3. Наиболее вероятное состояние идеального газа – что это такое?

4. Статистическая закономерность – что это такое?

5. Стационарное равновесное состояние газа – что это такое?

6. Что понимают под температурой тела?

7. Что понимают под средней квадратичной скоростью молекул газа?

8. Что называют давлением газа?

9. Физический смысл постоянной Лошмидта?

10. Какие параметры связывает между собой уравнение Менделеева-Клапейрона?

11. Что называют изопроцессом?

12. Какой процесс называют изотермическим? Какой закон его описывает?

13. Какой процесс называют изобарным? Какой закон его описывает?

14. Какой процесс называют изохорным? Какой закон его описывает?

15. Изобразите изотермический процесс графически в различных координатных осях P-V; V-T; P-T.

16. Изобразите изобарный процесс графически в осях P-V; V-T; P-T.

II. Изучение нового материала.

Запись в тетрадь:

1. Термодинамика – раздел физики, изучающий возможности использования внутренней энергии тел для совершения механической работы.

Термодинамика – макроскопическая теория, так как изучает тепловые свойства макроскопических тел без учета их молекулярного строения.

2. Переход к понятию: внутренняя энергия. Из курса физики 8 класса мы знаем, что внутренняя энергия тела – сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц (атомов или молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия.

3. Вывод формулы для расчета внутренней энергии идеального газа.

Т.к. E_n у идеального газа пренебрежимо мала по сравнению с E_k, внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией теплового движения частиц.

- средняя кинетическая энергия одного атома. В силу хаотичности движения на каждое из трех направлений движения, или степень свободы, по осиX, У, Z приходится одинаковая энергия .

i – число степеней свободы – число возможных независимых направлений движения молекулы.

U – внутренняя энергия.

N – число атомов в массе газа.

- разделив и умножив это выражение на , получаем:

или - внутренняя энергия данной массы идеального газа зависит лишь от одного макроскопического параметра – термодинамической температуры.

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, можно формулу для расчета внутренней энергии представить в виде:

i = 3 – для идеального газа; i = 5 – для двухатомного газа,

поэтому - формулы для внутренней энергии идеального газа.

4. Способы изменения внутренней энергии идеального газа. Ставим перед учащимися проблемный в о п р о с: как можно изменить внутреннюю энергию тела?

Чтобы ответить на него, выполняем ряд опытов:

1. нагреваем небольшое количество воды в пробирке, закрытой плотно пробкой;

2. потерли ладони друг о друга, монетку прижали к столу и подвигали по столу.

Учащиеся делают в ы в о д: внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами:

1. совершением механической работы;

2. путем теплопередачи.

Мерой теплопередачи является количество теплоты Q. Количество теплоты, получаемое телом, - энергия, передаваемая теле извне в результате теплообмена.

За счет изменения внутренней энергии при теплообмене не может совершаться работа.