на главную

15. МКТ. Масса, размеры, движение, взаимодействие молекул.

Тепловое расширение твердых и жидких тел.

1. Какие опыты подтверждают делимость вещества? Какие наименьшие частицы являются носителями свойств химических элементов вещества?

2. Как молярная масса вещества связана с относительной молекулярной массой? Как найти ее, используя таблицу Д. И. Менделеева?

3. От чего зависит характер хаотического движения молекул? интенсивность движения? Какие опыты могут подтвердить наличие сил притяжения (отталкивания) между молекулами?

4. Какова зависимость молекулярных сил от расстояния между молекулами? Как графически изображается эта зависимость? Какие явления доказывают наличие промежутков между частицами? Почему диффузия в жидкостях происходит значительно медленнее, чем диффузия в газах?

5. О чем свидетельствует броуновское движение? Как зависит его интенсивность от температуры? Каковы размеры броуновских частиц? Как и почему изменяется характер движения броуновских частиц с увеличением их размеров?

6. Найти массу молекул углекислого газа и водяного пара. [7,3×10^–26; 3×10^–26]

7. Сколько молекул содержится в 5 см³ газа при нормальных условиях? [1,3×10²⁰]

8. Сосуд объемом 5 л наполнен кислородом, масса которого 20 г. Определить концентрацию молекул в сосуде. [7,5×10²⁵]

9. Одна треть молекул азота, масса которого 10 г, распалась на атомы. Сколько всего частиц находится в таком газе? [2,86×10²³]

10. Оценить: а) число атомов в 1 см³ железа; б) расстояние между центрами атомов железа. [8,4×10²²; 2,3×10^–10]

11. Во сколько раз расстояние между молекулами в газе при нормальных условиях больше размеров молекул? Диаметр молекулы считать равным 0,1 нм. [33]

12. Считая, что диаметр молекулы водорода равен 0,23 нм, определить, какой длины получилась бы нить, если бы все молекулы, содержащиеся в 0,5 см³ этого газа при нормальных условиях, были расположены в один ряд вплотную друг к другу. [2,8×10⁹]

13. Плотность урана 19,1 г/см³. Найти объем куска урана, в котором содержится 1,44∙10²⁴ молекул. [3×10^–5]

14. Если пометить все молекулы в одном стакане и вылить эту воду в мировой океан, а потом снова зачерпнуть стакан воды, то сколько в нем будет меченых молекул? Объем воды в мировом океане равен 1,31×10¹⁸ м³, а объем стакана 200 см³. [1]

15. Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см³ имеет трещину, в которую ежесекундно приникает 10⁶ молекул. Сколько времени понадобится для ее наполнения до нормального давления, если скорость проникновения молекул считать постоянной. Температура 0 ^оС. [8,4×10⁶]

16. За время 10 сут полностью испарилось из стакана 100 г воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за 1 с? [4×10¹⁹]

17. Что обладает большей внутренней энергией: вода при 100 ^оС или такая же масса водяного пара при той же температуре?

18. Как изменилось бы давление в сосуде с газом, если бы внезапно исчезли силы притяжения между молекулами.

19. Какое давление производит на стенки сосуда кислород, если скорость его молекул 400 м/с и в объеме 1 см³ число молекул 2,7×10¹⁹?

20. Газ плотностью 5,95 кг/м³ находится при температуре 0 ^оС. Найти давление газа, если масса молекулы 7,3×10^{-26 кг.}

21. При какой температуре средняя кинетическая энергия молекулы идеального одноатомного газа равна 2×10^-20 Дж?

22. Во сколько раз изменится давление одноатомного идеального газа в результате уменьшения его объема в 3 раза и увеличении средней кинетической энергии его молекул в 2 раза?

23. Капелька воды, взвешенная в воздухе, движется со средней квадратичной скоростью 1,7 м/с. Радиус капли 10^{-6 см. Найти температуру воздуха.} [19]

24. Повышение температуры газа на 150 К привело к увеличению средней квадратичной скорости молекул от 400 м/с до 500 м/с. На сколько должна изменится температура газа, чтобы увеличить его скорость дополнительно еще на 100 м/с? [183]

25. Две одинаковые колбы с одинаковым количеством молекул водорода в них соединены трубкой с краном. Средняя квадратичная скорость молекул в первой колбе 400 м/с, а во второй – 500 м/с. Какая установится средняя квадратичная скорость, если открыть кран? [453]

26. В закрытом сосуде находится идеальный газ. На сколько процентов изменится его давление, если средняя квадратичная скорость его молекул увеличится на 20 %? [44]

27. Какой скоростью обладает молекула паров серебра, если ее угловое смещение в опыте Штерна составляет 5,4^о при частоте вращения прибора 150 с^-1? Расстояние между внутренним и внешним цилиндрами равно 2 см.

28. Сколько столкновений в секунду испытывает молекула кислорода, если средняя длина свободного пробега при нормальных условиях равна 65 нм? [7,1×10⁹]

29. Железную линейку длиной 30 см при 0 ^оС нагревают на 10 ^оС. На сколько при этом увеличивается длина линейки при этом? [36 мк]

30. Как относятся длины двух стержней, сделанных из разных материалов, с разными коэффициентами линейного расширения, чтобы при любой температуре разность их длин оставалась неизменной? [a₁/a₂]

31. Почему для снятия внутреннего напряжения в материалах их после нагрева охлаждают очень медленно?

32. Металлическое кольцо с отверстием и диск с вырезанным сектором нагревают. Изменится ли внутренний диаметр кольца? угол раствора?

33. Объяснить, почему стеклянная банка, если ее поставить на огонь, разлетится на кусочки, а металлическая кастрюля расплавится? Почему химическую посуду делают из кварца?

34. Какие напряжения возникают в трамвайных рельсах при температуре –10 ^оС, если их укладывали при температуре 10 ^оС? [46 M]

35. Стальная струна длиной 3 м, площадью поперечного сечения 1 мм² натянута между двумя стенами. На сколько изменится сила натяжения струны при охлаждении ее на 30 К? Как изменится потенциальная энергия струны? [69]

36. Показать, что коэффициент объемного расширения в три раза больше коэффициента линейного расширения с достаточно большой точностью.

37. Медный лист площадью 0,3 м² при 20 ^оС нагрели до 600 ^оС. Как изменилась его площадь?

38. При температуре 0 ^оС длина алюминиевого стержня 50 см, а железного на 0,5 мм больше. Сечения стержней одинаковы. При какой температуре будут одинаковы длины стержней и при какой температуре будут одинаковы их объемы? [83; 28]

39. В железный бидон емкостью 10 л налит до самого верха керосин при температуре 5 ^оС. Какой объем керосина вытечет, если поместить бидон в комнате, где температура 20 ^оС? Расширение бидона не учитывать. [15×10^–5]

40. Найти плотность ртути при температуре 100 ^оС. [13360]

41. Вес бензина при 0 ^оС равен 88 Н. При 60 ^оС вес бензина, занимающего тот же объем, равен 83 Н. Определить коэффициент объемного расширения бензина. [10^–3]

42. Смешали две равные массы воды с температурами 1 ^оС и 7 ^оС. Изменится ли общий объем воды, когда температура установится? [уменьшится]

43. Толщина биметаллической  пластинки, составленной из одинаковых полосок стали и цинка, равна 0,1 мм. Определить радиус кривизны пластинки при повышении температуры на 10 К от температуры, при которой пластинка была ровной. [0,56]

44. Алюминиевый шарик массой 50 г опущен на нити в керосин. На сколько изменится сила натяжения нити, если всю систему нагреть на 50 К? [6,4 м]

45. Маятник часов при температуре t_o имеет длину l_o и при этом часы идут точно. Коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен маятник, a = 1,85×10^-5 K^-1. Как изменятся показания часов за 1 сутки, если температура в помещении на Dt = 10 ^оС больше t_o? [8]

46. Две линейки (одна медная, другая железная) наложены одна на другую так, что с одной стороны их концы совпадают. Определить их длины при 0 ^оС, зная, что разность их длин составляет l при всякой температуре. [1,8l]

47. Как отразилось бы на показаниях термометра равенство коэффициентов расширения ртути и стекла?