Презентация по физике на тему "Решение задач повышенной трудности по молекулярной физике"

• 1 слайд

  Решение задач повышенного уровня
  Молекулярная физика и термодинамика
  

• 2 слайд

  Система знаний по разделу «Молекулярная физика и термодинамика»
  

• 3 слайд

• 4 слайд

  Группы задач части 1 и части 2
  1.Задачи на воспроизведение теоретического материала;
  2.Графические задачи;
  3.Расчетные задачи.
  

• 5 слайд

  Задача 1.1.
  Учительница вошла в класс. Ученик,сидящий за последней партой,почувствовал запах ее духов через 10 с.Скорость распространения духов в комнате определяется в основном скоростью:
  1) испарения; 2)диффузии; 3)броуновского движения;
  4) конвекционного переноса воздуха
  

• 6 слайд

  Решение
  Запах духов появляется за счет испарения эфирных масел с поверхности одежды и тела, однако ученик находится на последней парте,поэтому это явление не основное. Диффузия -процесс медленный. Броуновское движение здесь не проявляется.Следовательно такая существенная скорость распространения запаха духов связана с явлением конвекционного переноса воздуха. Правильный ответ 4
  

• 7 слайд

  Задача 1.2.
  Используя первый закон термодинамики, установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями изопроцесса в идеальном газе и его названием.
  
  
  

• 8 слайд

  Решение
  Воспользовавшись таблицей системы знаний:
  
  

• 9 слайд

  Графические задачи
  Задача 1.3.
  Как изменится давление идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2 ?
  1.увеличится;
  2.уменьшится;
  3.останется неизменным;
  4.ответ неоднозначен.
  V
  T
  1
  2
  

• 10 слайд

  Решение
  Если через начало координат и каждую из точек провести изобары,то увидим,что наклон прямой,проходящей через точку 1 меньше,чем наклон другой прямой (проходящей через точку 2) и она соответствует большему объему.Поэтому можно сделать вывод,что давление уменьшится.
  V
  T
  1
  2
  

• 11 слайд

  Задача 1.4.
  Идеальный газ сначала охлаждается при постоянном давлении,потом его давление увеличивается при постоянном объеме,затем при постоянной температуре давление уменьшается до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях p-Vсоответствует этим изменениям состояния газа?
  р
  V
  1
  р
  V
  3
  р
  V
  4
  р
  V
  2
  

• 12 слайд

  Решение
  Поскольку газ вначале охлаждается при постоянном давлении, то ответ 2) исключаем, так как на нем участок постоянного давления( линия, параллельная оси V) лежит не в начале и не в конце процесса, а в его середине. На втором этапе давление увеличивалось при постоянном объеме. Этому условию удовлетворяет любая из оставшихся кривых. На третьем этапе давление уменьшается при постоянной температуре до первоначального значения. В ответах 3) и 4) нет участков, соответствующих изотермам, следовательно, варианты 3) и 4) не удовлетворяют условию задачи. Для процесса 1) имеем соответствие с законом Бойля-Мариотта, где при изотермическом процессе с ростом объема давление уменьшается. Эта зависимость описывается спадающей ветвью гиперболы. Таким образом, правильным ответом является график 1).
  р
  V
  р
  V
  2
  р
  V
  3
  р
  V
  4
  

• 13 слайд

  Расчетные задачи.
  Задача 1.5.
  Какое количество теплоты надо сообщить 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы осуществить тепловой процесс, изображенный на рисунке?
  1)300 Дж; 2) 700Дж; 1450 Дж; 4) 4155 Дж.
  Решение.На рисунке изображен график
  изобарного процесса,для которого
  первый закон термодинамики
  записывается в виде:
  Q=ΔU+рΔV=3/2vRΔT+ рΔV
  Учитывая уравнение Менделеева-
  Клапейрона, которое связывает
  два состояния изобарного процесса,то
  рΔV= vRΔT, поэтому Q= 3/2vRΔT+ vRΔT=5/2 vRΔT.
  Вычисления дают результат Q=4155 Дж
  (Правильный ответ 4)
  V,л
  T,К
  1
  2
  10
  30
  300
  400
  

• 14 слайд

  Задания повышенного уровня части 2.
  Первая группа:
  1 тип-на уравнение состояния
  -выделяется газ и его характеристики;
  -выделяются начальное и последующее состояния газа с соответствующими характеристиками;
  -записывается основное уравнение кинетической теории газов (или закон Менделеева-Клапейрона)
  
  

• 15 слайд

  2 тип-на первый закон термодинамики
  
  -устанавливается вид процесса перехода газа из начального состояния в конечное;
  -записывается уравнение первого закона термодинамики для изопроцессов.
  

• 16 слайд

  Задачи 1 типа.
  Задача 2.1.
  В колбах одинакового объема находятся аргон и воздух при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуры. Каково отношение массы аргона в первой колбе к массе воздуха во второй. Ответ округлите до десятых.
  Решение. Аргон и воздух различаются молярной массой и,по условию задачи, массой.Массы газов можно выразить из уравнений Менделеева-Клапейрона для каждого газа: m1=pVµ1/RT и m2=pVµ2/RT
  Поэтому: m1/ m2 =µ1/ µ2
  Вычисления дают результат µ1/ µ2 =0,04/0,029=1,38~1,4
  Ответ
  1
  ,
  4
  

• 17 слайд

  Задача 2.2.
  На рисунке показан график изотермического расширения водорода. Масса водорода 0,04 кг. Определите его температуру. Ответ округлите до целого числа.
  Решение. Температуру газа можно определить из уравнения состояния:
  pV=mRT/ µ => T=pVµ/mR
  При изотермическом процессе
  температура во всех состояниях
  одна и та же, поэтому на графике
  можем выбрать любую точку, например,
  объем 0,1 м3 и давление 50*104 Па.
  Учитывая,что молярная масса водорода
  0,002 кг/моль,
  находим Т=300,8~301 К
  Ответ
  p, 104 Па
  V,м3
  0
  0,2
  0,4
  0,6
  20
  40
  60
  3
  0
  1
  К