какая величина характеризует состояние термодинамического равновесия

Тесты по теме » Основы молекулярной физики»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тест по физике за 10 класс.

1. Основы молекулярно-кинетической теории.

1.01. Правильно ли утверждение, что броуновское движение есть результат столкновения частиц, взвешенных в жидкости?

А.) утверждение верно; Б.) утверждение не верно; В.) не знаю.

1.04. Какое выражение, приведенное ниже, соответствует формуле количества вещества?
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

1.05. Укажите основное уравнение МКТ газов.

А.); Б.) ; В.) ; Г.) .

1.06. Чему равен абсолютный нуль температуры, выраженный по шкале Цельсия?

1.07. Какому процессу соответствует график, изображенный на рис. 1?

А.) изобарному;
Б.) изохорному;
В.) изотермическому;
Г.) адиабатическому.

1.08. Какое выражение, привёденное ниже, соответствует формуле уравнения Менделеева-Клайпейрона?

А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

1.09. Что определяет произведение ?

А.) давление идеального газа;

Б.) абсолютную температуру идеального газа;
В.) внутреннюю энергию идеального газа;
Г.) среднюю кинетическую энергию молекулы идеального газа.

1.10. Какая из приведенных ниже формул выражает механическое напряжение?
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

1.11. При реализации какого изопроцесса увеличение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза приводит к увеличению объёма тоже в 2 раза?
А.) изотермического; Б.) изохорного; В.) адиабатического;

1.12. Как изменится давление идеального газа, если при постоянной температуре его объём уменьшиться в 4 раза?

А.) увеличится в 4 раза; Б.) не изменится; В.) уменьшится в 4 раза.

1.13. Как изменится давление идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2 (см. Рис.2)?

А.) не изменится;
Б.) увеличится;
В.) уменьшится;
Г.) не знаю.

1.14. Чему равно отношение числа молекул в одном моле кислорода к числу молекул в одном моле азота?

А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) 1; Д.) 2.

1.16. Как изменится объём идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2 (см. Рис. 3)?

А.) уменьшится;
Б.) увеличится;
В.) не изменится.

1.18. Показания обоих термометров в психрометре одинаковы. Чему равна относительная влажность воздуха в помещении?
А.) 50%; Б.) 100%; В.) 0%.

1.19. На рис. 4 приведён график зависимости напряжения, возникающего в стержне, от его относительного удлинения. Определите модуль упругости материала стержня.

А.) 2 Па;
Б.) 2 ∙ 10 5 Па;
В.) 2 ∙ 10 11 Па;
Г.) 2 ∙ 10 6 Па.

1.20. На проволоке длиной 1 м висит груз. Проволоку сложили вдвое и подвесили тот же груз. Сравните абсолютные удлинения проволоки.
А.) уменьшится в 2 раза; Б.) не изменится; В.) увеличится в 2 раза;
Г.) уменьшится в 4 раза; Д.) увеличится в 4 раза.

1.21. Какова первоначальная абсолютная температура газа, если при его изохорическом нагревании на 150 К давление возросло в 1,5 раза?
А.) 30 К; Б.) 150 К; В.) 75 К; Г.) 300 К.

1.22. Найдите, во сколько раз среднеквадратичная скорость молекул водорода больше среднеквадратичной скорости молекул кислорода. Газы находятся при одинаковой температуре.

А.) 1 см; Б.) 2 см; В.) 4 см; Г.) 0,5 см.

1.24. Абсолютное и относительное удлинение стержня равны соответственно 1 мм и 0,1 %. Какой была длина не деформированного стержня?
А.) 10 м; Б.) 1 м; В.) 100 м.

А.) рис. 5б; Б.) рис. 5в; В.) рис. 5г;

1.26. Во сколько раз возрастет объём пузырька воздуха при всплытии его со дна озера глубиной 20 м к поверхности воды? Температуру считать неизменной. Атмосферное давление 100 кПа.

А.) возрастет в 2 раза; Б.) возрастет в 3 раза; В,) останется прежним.

1.27. На рис. 6 представлен график зависимости давления газа от температуры. В состоянии 1 или в состоянии 2 объём газа больше?

А.) в состоянии 1;
Б.) в состоянии 2;
В.) давление в состоянии 1 и 2 одинаковое;
Г.) не знаю.

1.28. Выберите график зависимости плотности идеального газа от температуры при изохорном процессе. (см. рис. 7)

1.30. В закрытом сосуде находятся воздух и капля воды массой 1 г. Объём сосуда 75 л, давление в нем 12 кПа и температура 290 К. Каким будет давление в сосуде, если капля испарится?
А.) давление не изменится; Б.) 13,785 кПа; В.) 13,107 кПа.

Источник

Термодинамическое равновесие

На практике условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения на границах системы (то есть изменения внешних по отношению к системе условий), и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией. Иными словами, термодинамическое равновесие достигается, если скорость релаксационных процессов достаточно велика (как правило, это характерно для высокотемпературных процессов) либо велико время для достижения равновесия (этот случай имеет место в геологических процессах).

В реальных процессах часто реализуется неполное (относительное, подвижное, динамическое) равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной. При этом возможны три варианта:

равновесие достигается в какой-либо части (или частях) относительно большой по размерам системы — локальное равновесие,

неполное равновесие достигается вследствие разности скоростей релаксационных процессов, протекающих в системе — частичное равновесие,

имеют место как локальное, так и частичное равновесие.В неравновесных системах происходят изменения потоков материи или энергии, или, например, фаз.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над системой и посредством теплообмена с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется коли́чеством теплоты́ или просто теплотой. Теплота — это одна из основных термодинамических величин в классической феноменологической термодинамике. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки первого и второго.

О кинетическом контроле прохождения химической реакции говорят, когда из двух или более возможных продуктов реакции образуется преимущественно продукт более быстрой реакции, как правило, менее энергетически выгодный. В отличие от Термодинамического контроля, продукт кинетического контроля образуется при более низких температурах.

В теории твердого тела, термин геометрическая фрустрация (или просто фрустрация, значению этого термина в психологии посвящена другая статья, см. фрустрация) означает явление, при котором геометрические свойства кристаллической решетки.

Источник

Термодинамическое равновесие

Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. В общем, эти величины не являются постоянными, они лишь флуктуируют (колеблются) возле своих средних значений. Если равновесной системе соответствует несколько состояний, в каждом из которых система может находиться неопределенно долго, то о системе говорят, что она находится в метастабильном равновесии. В состоянии равновесия в системе отсутствуют потоки материи или энергии, неравновесные потенциалы (или движущие силы), изменения количества присутствующих фаз. Отличают тепловое, механическое, радиационное (лучистое) и химическое равновесия. На практике условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения на границах системы (то есть изменения внешних по отношению к системе условий), и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией. Иными словами, термодинамическое равновесие достигается, если скорость релаксационных процессов достаточно велика (как правило, это характерно для высокотемпературных процессов) либо велико время для достижения равновесия (этот случай имеет место в геологических процессах).

В реальных процессах часто реализуется неполное равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной. При этом возможны три варианта:

В неравновесных системах происходят изменения потоков материи или энергии, или, например, фаз.

Устойчивость термодинамического равновесия

Состояние термодинамического равновесия называется устойчивым, если в этом состоянии не происходит изменения макроскопических параметров системы.

Критерии термодинамической устойчивости различных систем:

Источник

Итоговый тест по темам «Основные положения МКТ» и «Основы термодинамики» 10 класс

Итоговый тест по по темам «Основные положения МКТ» и «Основы термодинамики» 10 класс. в виде качественных, расчетных задач и вопросов, 2 варианта по 25 заданий.

Просмотр содержимого документа
«Итоговый тест по темам «Основные положения МКТ» и «Основы термодинамики» 10 класс»

1. Правильно ли утверждение, что броуновское движение есть результат столкновения частиц, взвешенных в жидкости?

А) утверждение верно; Б) утверждение не верно; В) не знаю.

3. Укажите основное уравнение МКТ газов.

А); Б) ; В) ; Г) .

4. Чему равен абсолютный нуль температуры, выраженный по шкале Цельсия?

5. Какому процессу соответствует график, изображенный на рис. 1?

А) изобарному;
Б) изохорному;
В) изотермическому;
Г) адиабатическому.

6. Как изменится давление идеального газа, если при постоянной температуре его объём уменьшиться в 4 раза?

А) увеличится в 4 раза; Б) не изменится; В) уменьшится в 4 раза.

7. Чему равно отношение числа молекул в одном моле кислорода к числу молекул в одном моле азота?

А) ; Б) ; В) ; Г) 1; Д) 2.

8. Найдите, во сколько раз среднеквадратичная скорость молекул водорода больше среднеквадратичной скорости молекул кислорода. Газы находятся при одинаковой температуре.

9. На рис. 2 представлен график зависимости давления газа от температуры. В состоянии 1 или в состоянии 2 объём газа больше?
А) в состоянии 1;
Б) в состоянии 2;
В) давление в состоянии 1 и 2 одинаковое;
Г) не знаю.

10. При постоянном давлении р объём газа увеличится на ∆V. Какая физическая величина равна произведению р|∆V| в этом случае?
А) работа, совершаемая газом; Б) работа, совершаемая над газом внешними силами;

В) количество теплоты, полученное газом; Г) внутренняя энергия газа.

11. Над телом совершена работа А внешними силами, и телу передано количество теплоты Q. Чему равно изменение внутренней энергии ∆U тела?
А) ∆U=А; Б) ∆U=Q В) ∆U=А+Q; Г) ∆U=А-Q; Д) ∆U=Q-A.

12. Какая физическая величина вычисляется по формуле ?

А) количество теплоты в идеальном газе; Б) давление идеального газа;
В) внутренняя энергия одноатомного идеального газа;
Г) внутренняя энергия одного моля идеального газа.

13. Какой процесс произошел в идеальном газе, если изменение его внутренней энергии равно количеству подведённой теплоты.

А) изобарный; Б) изотермический; В) изохорный; Г) адиабатный.

14. На рис.3 показан график изопроцесса с идеальным газом. Запишите для него первый закон термодинамики.
А) ∆U=Q+А / ;

15. Чему равно изменение внутренней энергии одного моля идеального одноатомного газа, если Т₁=Т, а Т₂=2Т?
А) RТ; Б) 2RТ; В) 3RТ; Г) 1,5RТ.

17. В камере, в результате сгорания топлива выделилась энергия, равная 600 Дж, а холодильник получил энергию, равную 400 Дж. Какую работу совершил двигатель?

А) 1000 Дж; Б) 600 Дж; В) 400 Дж; Г) 200 Дж.

18. Каков максимальный КПД тепловой машины, которая использует нагреватель с температурой 427ºС и холодильник с температурой 27ºС?

А) 40%; Б) 6%; В) 93%; Г) 57%.

19. В цилиндре под поршнем находится воздух, массой 29 кг. Какую работу совершит воздух при изобарном расширении, если температура его увеличилась на 100 К. Массу поршня не учитывать.
А) 831 Дж; Б) 8,31 кДж; В) 0,83 МДж.

20. Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в 3 раза больше абсолютной температуры холодильника. Определите долю теплоты, отдаваемую холодильнику.

А) 1/2; Б) 1/3; В) 1/5; Г) 2/3.

22. Газ совершает цикл Карно. 70% полученной теплоты от нагревателя отдаёт холодильнику. Температура нагревателя 430 К. Определите температуру холодильника.
А) 3 К; Б) 301 К; В) 614 К.

23. Кто является автором МКТ строения вещества

А) М.Ломоносов; Б) И. Ньютон; В) О. Штерн; Г) Р.Поль; Д) Р.Броун.

24. Постоянная Авогадро показывает:

А) число молекул в веществе; Б) число молекул в углероде;

В) в одном моле любого вещества содержится разное количество молекул;

Г) в одном моле любого вещества содержится одинаковое количество молекул;

25. Масса вещества, в количестве одного моля, называется…

А) молекулярная; Б) молярная; В) атомная Г) ядерная; Д) нет ответа.

Источник

Равновесие термодинамическое

Термодинамическое равновесие — состояние изолированной термодинамической системы, при котором в каждой точке для всех химических, диффузионных, ядерных, и других процессов скорость прямой реакции равна скорости обратной.

Термодинамическое равновесие можно делить на термическое, механическое и химическое равновесие, выделяя различные типы физических процессов, на которых достигнуто состояние равновесия.

Согласно нулевому началу термодинамики к термодинамическому равновесию стремится термодинамическая система, изолированная от внешних воздействий.

На практике условие изолированности означает, что процессы внутри системы протекают гораздо быстрее, чем обменные процессы с внешней средой.

В реальных процессах часто реализуется неполное равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной. При этом возможны три варианта:

Содержание

Устойчивость термодинамического равновесия

Из нулевого начала термодинамики следует устойчивость состояния термодинамического равновесия. В этом состоянии не меняются интегральные параметры системы (макропараметры) — температура, давление, плотность. Собственно, эти и другие макропараметры строго определяются только для систем, которые находятся в состоянии термодинамического равновесия.

В состоянии термодинамического равновесия не меняются также и различные вероятностные величины, например, функции распределения по энергиям и скоростям для всех составляющих системы (молекул, атомов, электронов, ионов). Для идеального газа, распределение частиц по энергиям в равновесном состоянии описывается функцией распределения Максвелла.

Достижимость термодинамического равновесия

В природе не существуют полного термодинамического равновесия. Всякая система в реальном мире изолирована лишь отчасти, и в каждой системе химические, ядерные процессы или процессы передачи энергии уравновешены лишь с определённой точностью. Невозможно достичь постоянства граничных условий вокруг какой-либо замкнутой области, также как невозможно бесконечно долго ждать момента наступления полного термодинамического равновесия в этой замкнутой области.

Но при этом в жизни есть множество примеров систем, достаточно близких к термодинамическому равновесию, чтобы получать полезные выводы из расчетов, проведённых в предположении термодинамического равновесия.

Примеры

Для герметического сосуда произвольной формы (это может быть закрытая стеклянная бутылка или, камера от велосипеда), наполненного любым газом или жидкостью и помещённым в другой сосуд, наполненный газом или жидкостью с постоянной температурой условия теплового равновесия выполняются.

Плазма, полученная в земных условиях, например, в газоразрядной камере всегда неравновесна. Энергия, поступающая в объём, из электрического разряда, уходит в окружающее пространство, например, с излучением из газа. Заряженные частицы, электроны усваивают энергию электрического поля и отдают её тяжёлым частицам — атомам и ионам в столкновениях. В этом случае говорят о локальном термодинамическом равновесии внутри малых объёмов или о приближённом термодинамическом равновесии внутри ансамблей частиц (электронов, ионов, атомов, фотонов). Поэтому в физике плазмы используют термины: температура электронов, температура ионов, температура атомов, подразумевая, что распределение каждого класса частиц по энергиям приближённо описывается функцией Максвелла, но со своей температурой.

Герметичный цилиндр, разделённый герметичным теплопроводящим поршнем, который перемещается без трения и разделяет объём цилиндра на две части, наполненные газом. Если давления и/или температуры с разных сторон поршня различаются, то он начнёт колебательное движение, которое со временем затухнет и система, ограниченная внутренностью поршня, перейдёт в состояние термодинамического равновесия — поршень неподвижен, давления и температуры с обоих сторон поршня одинаковы.

Источник