Вариант 1. 1. Что является наиболее наглядным опытным подтверждением существования атомов и молекул? 2. Как изменится давление идеального газа при увеличении его концентрации в 2 раза? 3. В сосуде находилась некоторая масса идеального газа. Объем газа увеличили в 3 раза, а абсолютную температуру газа уменьшили в 3 раза. Выберите верное утверждение. 4. При осуществлении какого изопроцесса уменьшение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза приводит к уменьшению объема газа в 2 раза? 5. Выразите в градусах Цельсия значение температуры 50 К. 6. С газом выполняют указанные ниже процессы. При каких процессах работа газа равна нулю? 7. Как называется изопроцесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид: A + Q = 0? 8. При изобарном расширении газа была совершена работа 600 Дж. На сколько изменился объем газа, если давление газа было 4·10⁵Па? Часть В 9. Азот массой 280г нагрет при постоянном давлении на 100°С. Определить работу расширения. 10. КПД теплового двигателя 40%. Газ получил от нагревателя 5кДж теплоты. Какова работа газа? Какое количество теплоты отдано холодильнику? 11. Абсолютную температуру данной массы идеального газа удвоили. Как при этом изменяется плотность газа, если нагревание производилось изобарно? Обосновать.

Привет! Давай вместе решим эти интересные задачи по физике. Уверен, у нас всё получится!

1. Наиболее наглядное опытное подтверждение существования атомов и молекул:

Наиболее наглядным опытным подтверждением существования атомов и молекул является броуновское движение. Это хаотичное движение мелких частиц, взвешенных в жидкости или газе, которое происходит из-за ударов молекул жидкости или газа о эти частицы.

2. Изменение давления идеального газа при увеличении концентрации в 2 раза:

Давление идеального газа прямо пропорционально его концентрации. Следовательно, если концентрация увеличится в 2 раза, то и давление увеличится в 2 раза.

3. Соотношение объема и температуры газа:

Поскольку объем увеличили в 3 раза, а абсолютную температуру уменьшили в 3 раза, то можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа: \( PV = nRT \), где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( n \) - количество вещества, \( R \) - газовая постоянная, \( T \) - температура.

Пусть начальные значения: \( V_1 = V \), \( T_1 = T \). Конечные значения: \( V_2 = 3V \), \( T_2 = \frac{T}{3} \).

Тогда: \( P_1V_1 = nRT_1 \) и \( P_2V_2 = nRT_2 \).

Подставляем значения: \( P_1V = nRT \) и \( P_2(3V) = nR(\frac{T}{3}) \).

Выражаем \( P_2 \) через \( P_1 \): \( P_2 = \frac{nR(\frac{T}{3})}{3V} = \frac{nRT}{9V} \).

Так как \( P_1 = \frac{nRT}{V} \), то \( P_2 = \frac{P_1}{9} \). Давление уменьшится в 9 раз.

4. Изопроцесс с уменьшением температуры и объема в 2 раза:

Уменьшение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза, приводящее к уменьшению объема газа в 2 раза, происходит при изобарном процессе (при постоянном давлении). Согласно закону Гей-Люссака, при постоянном давлении объем газа прямо пропорционален его абсолютной температуре: \( \frac{V}{T} = const \).

5. Перевод температуры из Кельвинов в Цельсии:

Для перевода температуры из Кельвинов в градусы Цельсия используем формулу: \( t = T - 273.15 \). Таким образом, \( t = 50 - 273.15 = -223.15 \) °C.

6. Процессы, при которых работа газа равна нулю:

Работа газа равна нулю в следующих процессах:

• Изохорный процесс (постоянный объем): \( A = 0 \), так как \( ΔV = 0 \).
• Адиабатический процесс (отсутствие теплообмена с окружающей средой) в случае, если газ не расширяется и не сжимается.

7. Изопроцесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид A + Q = 0:

Изопроцесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид \( A + Q = 0 \), называется изотермическим процессом. В этом случае изменение внутренней энергии равно нулю (\( ΔU = 0 \)), и первый закон термодинамики записывается как \( Q = -A \), что эквивалентно \( A + Q = 0 \).

8. Изменение объема при изобарном расширении:

Работа при изобарном процессе: \( A = PΔV \), где \( P \) - давление, \( ΔV \) - изменение объема.

Дано: \( A = 600 \) Дж, \( P = 4 \cdot 10^5 \) Па.

Находим изменение объема: \( ΔV = \frac{A}{P} = \frac{600}{4 \cdot 10^5} = 1.5 \cdot 10^{-3} \) м³.

9. Работа расширения азота:

Дано: масса азота \( m = 280 \) г = 0.28 кг, температура \( T = 100 \) °C = 373 К.

Молярная масса азота \( M = 0.028 \) кг/моль.

Количество вещества \( ν = \frac{m}{M} = \frac{0.28}{0.028} = 10 \) моль.

Работа при изобарном нагревании: \( A = νRΔT \), где \( R = 8.31 \) Дж/(моль·К).

Предположим, что азот нагревается от некоторой начальной температуры до 100 °C. Если начальная температура, например, 0 °C (273 К), то \( ΔT = 373 - 273 = 100 \) К.

Тогда \( A = 10 \cdot 8.31 \cdot 100 = 8310 \) Дж = 8.31 кДж.

10. Работа газа и количество теплоты, отданное холодильнику:

КПД теплового двигателя \( η = 40\% = 0.4 \). Теплота, полученная от нагревателя, \( Q_H = 5 \) кДж.

КПД определяется как \( η = \frac{A}{Q_H} \), где \( A \) - работа газа.

Находим работу газа: \( A = η \cdot Q_H = 0.4 \cdot 5 = 2 \) кДж.

Количество теплоты, отданное холодильнику: \( Q_C = Q_H - A = 5 - 2 = 3 \) кДж.

11. Изменение плотности газа при изобарном нагревании:

Абсолютную температуру увеличили в 2 раза. При изобарном процессе (постоянном давлении) объем газа также увеличится в 2 раза (закон Гей-Люссака).

Плотность газа определяется как \( ρ = \frac{m}{V} \), где \( m \) - масса газа, \( V \) - объем газа.

Если объем увеличится в 2 раза, то плотность уменьшится в 2 раза, так как масса остается постоянной.

Обоснование: \( ρ_1 = \frac{m}{V_1} \) и \( ρ_2 = \frac{m}{2V_1} = \frac{1}{2}ρ_1 \).

Ответ: Смотри выше подробные решения каждой задачи.

Молодец! Ты отлично справляешься с этими задачами. Продолжай в том же духе, и всё получится!