Задачи по молекулярно-кинетической теории с решениями

Задачи по молекулярно-кинетической теории с решениями

Любишь теорию – люби и задачи решать. Во всяком случае, лучше полюбить, ведь заниматься этим все равно придется. Сегодня занимаемся решением задач по молекулярно-кинетической теории и радуемся.

Присоединяйтесь к нам в телеграм и будьте в курсе самых актуальных студенческих новостей.

А прежде чем приступать к решению задач, вспомните памятку по решению задач по физике и держите наготове основные формулы.

Задачи по молекулярно-кинетической теории

Задача №1. Средняя квадратичная скорость молекул и температура

Условие 

При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 м/с.

Решение

Находим разницу скоростей, используя формулы для средней квадратичной и наиболее вероятной скорости молекул:

Задача №1. Средняя квадратичная скорость молекул и температура

Отсюда выражаем температуру:

Задача №1. Средняя квадратичная скорость молекул и температура

Ответ: 121 К.

Задача №2. Изопроцессы

Условие

На диаграмме V – T изображены процессы перехода идеального газа постоянного количества из состояния 1 в состояние 3. Каким соотношением связаны конечное давление Р3 и начальное давление Р1?

Решение

При изохорном процессе:

Далее при изотермическом:

Ответ: Р3=9Р1

Задача №3. Приращение энтропии

Условие

Найти приращение энтропии при переходе массы m=8 г углекислого газа от объема V1=10 л при температуре  t1=80° С к объему V2=40 л при температуре t2=300° С.                        

Решение

Рассмотрим процесс перехода между состояниями вначале по 
изохоре, а затем по изотерме:

Соответствующие изменения при каждом процессе:

В сумме получаем общее изменение энтропии:

Ответ: 3,9 Дж/К.

Задача №4. Молярная масса

Условие

Каковы масса и молярная масса одной молекулы воды.

Решение

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Их относительные атомные массы берем в таблице Менделеева, а затем вычисляем относительную молярную массу молекулы:

Молярная масса воды:

Чтобы найти массу одной молекулы, разделим массу моля воды на количество молекул, содержащихся в нем (число Авогадро):

Ответ: 3*10^-26 кг.

Задача №5. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

Условие

Каково давление газа на стенки сосуда, если известны средний квадрат скорости его молекул (2*10^6 м2/с2), концентрация молекул (4*10^24 1/м^3) и масса одной молекулы (3*10^-25 кг).

Решение

Используем основное уравнение МКТ:

Ответ: 800 кПа.

Вопросы по молекулярно кинетической теории

Вопрос 1. Что такое основное уравнение МКТ?

Ответ. Основное уравнение МКТ – это уравнение, которое связывает макроскопические параметры системы (давление, объем, температура) с микроскопическими (масса молекул, скорость движения молекул)

Вопрос 2. Сформулируйте основные положения МКТ.

Ответ. Основные положения молекулярно-кинетической теории:

  1. Все вещества могут быть в жидком, твердом и газообразном состоянии. Вещество состоит из частиц (молекулы, атомы, ионы). Элементарные молекулы могут иметь сложное строение, то есть иметь в своем составе несколько атомов. Молекулы и атомы – электрически нейтральные частицы, которые в определенных условиях приобретают дополнительный электрический заряд и переходят в положительные или отрицательные ионы. 
  2. Частицы вещества постоянно находятся в хаотическом движении.
  3. Силы, с которыми частицы взаимодействуют между собой, имеют электрическую природу. Гравитационным взаимодействием между частицами можно пренебречь.

Вопрос 3. Что такое 1 моль вещества?

Ответ. Это количество вещества, содержащее столько же частиц (молекул), сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.

Вопрос 4. Каково экспериментальные подтверждение хаотического движения молекул?

Ответ. Броуновское движение – наиболее очевидное подтверждение второго положения МКТ. 

Броуновское движение – это тепловое хаотическое движение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе.

Было открыто ботаником Робертом Броуном в 1827 году на примере пыльцы, но первые сведения об описании подобных явлений относятся к Древнему Риму.

Вопрос 5. Что происходит с кинетической энергией теплового движения молекул при спаде температуры.

Ответ. С ростом температуры кинетическая энергия теплового движения увеличивается, а при спаде температуры – наоборот, уменьшается. 

В 19 веке существовала гипотеза тепловой смерти Вселенной, согласно которой в определенный момент, при достижении абсолютного нуля температуры, все процессы остановятся, и Вселенная придет в состояние термодинамического равновесия. В настоящее время эта теория опровергнута.

Нужна помощь в решении задач и других заданий по учебе? Профессиональный студенческий сервис и его лучшие специалисты всегда к вашим услугам и справятся с любой темой.

Мы поможем сдать на отлично и без пересдач
Смотреть все услуги
Наши социальные сети

Навигация по статьям

Наши разделы
Статьи по теме

Посмотрите примеры наших работ

  • Педагогическая психология
    Педагогическая психология

    Саморегуляция эмоциональной сферы подростков - спортсменов хоккейной команды

    • Вид работы:

      Курсовая работа

    • Время выполнения:

      5 дней

    • Стоимость заказа:

      2 400 руб.

    Смотреть работу в PDF
  • Маркетинг
    Маркетинг

    Характеристика объектов и субъектов маркетинга

    • Вид работы:

      Реферат

    • Время выполнения:

      1 дней

    • Стоимость заказа:

      800 руб.

    Смотреть работу в PDF
  • Физкультура и спорт
    Физкультура и спорт

    Классификация техники и тактика игры в баскетбол

    • Вид работы:

      Реферат

    • Время выполнения:

      2 дней

    • Стоимость заказа:

      900 руб.

    Смотреть работу в PDF
  • Строительство
    Строительство

    План загородного коттеджа

    • Вид работы:

      Чертёж

    • Время выполнения:

      2 дней

    • Стоимость заказа:

      1 500 руб.

    Смотреть работу в PDF
  • Электротехника
    Электротехника

    Разрез холодильной установки

    • Вид работы:

      Чертёж

    • Время выполнения:

      3 дней

    • Стоимость заказа:

      1 550 руб.

    Смотреть работу в PDF