Grundlegende Bestimmungen der IKT. Modell ideales Gas. Gesetze von Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles. Gleichung von Clapeyron - Mendelejew. Molekül und Mol einer Substanz. Molekül- und Molmassen. Avogadros Nummer.

Grundgleichung der MKT. Molekularkinetische Bedeutung des Begriffs der thermodynamischen Temperatur.

Geschwindigkeitsverteilung idealer Gasmoleküle (Maxwell-Verteilung). Charakteristische Geschwindigkeiten von Molekülen. Verteilung idealer Gasmoleküle in einem potentiellen Kraftfeld (Boltzmann-Verteilung). barometrische Formel.

Die durchschnittliche Anzahl von Kollisionen und die mittlere freie Weglänge von Molekülen. Übertragungsphänomene: Diffusion, innere Reibung, Wärmeleitung.

Grundlagen der Thermodynamik

Thermodynamische Untersuchungsmethode gemeinsame Eigenschaften Makroskopische Systeme. Innere Energie als thermodynamische Funktion des Systemzustands. Die Anzahl der Freiheitsgrade eines Moleküls. Das Gesetz der gleichmäßigen Energieverteilung über die Freiheitsgrade von Molekülen. Erster Hauptsatz der Thermodynamik. Die Arbeit des Gases und die Wärmemenge. Spezifische und molare Wärmekapazitäten. Mayers Gleichung.

Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik auf Isoprozesse. adiabatischer Prozess.

Thermische Motoren. Carnot-Zyklus und seine Effizienz. Der Begriff der Entropie. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.

Elektrostatik

Elektrische Ladungen und ihre Eigenschaften. Erhaltungsrecht elektrische Ladung. Coulomb-Gesetz. elektrostatisches Feld. Die Intensität des elektrostatischen Feldes. Das Prinzip der Überlagerung elektrostatischer Felder.

Spannungsvektorfluss. Der Satz von Gauß und seine Anwendung auf die Berechnung elektrostatischer Felder.

Potential und Potentialdifferenz des elektrostatischen Feldes. Äquipotentialflächen. Zusammenhang zwischen Spannung und Potential.

Dipol in einem elektrostatischen Feld. Polarisation von Dielektrika. Die Dielektrizitätskonstante eines Stoffes. Elektrische Feldinduktion.

Leiter im elektrostatischen Feld. Verteilung von Ladungen auf der Oberfläche von Leitern. Elektrische Kapazität eines Einzelleiters und eines Kondensators. Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren. Energie eines geladenen Leiters und Kondensators. Energie und Energiedichte des elektrostatischen Feldes.

Konstante elektrischer Strom

Stärke und Stromdichte. Kräfte Dritter. Elektromotorische Kraft und Spannung. Ohm'sches Gesetz. Leiterwiderstand. Reihen- und Parallelschaltung von Leitern. Arbeit und Stromstärke. Joule-Lenz-Gesetz. Kirchhoffsche Regeln für verzweigte Ketten.

N O M E R A Z A D A H	7.11	7.12	7.13	7.14	7.15	7.16	7.17	7.18	7.19	7.20
7.1	7.2	7.3	7.4	7.5	7.6	7.7	7.8	7.9	7.10
6.11	6.12	6.13	6.14	6.15	6.16	6.17	6.18	6.19	6.20
6.1	6.2	6.3	6.4	6.5	6.6	6.7	6.8	6.9	6.10
5.1	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.7	5.8	5.9	5.10
4.1	4.2	4.3	4.4	4.5	4.6	4.7	4.8	4.9	4.10
3.21	3.22	3.23	3.24	3.25	3.26	3.27	3.28	3.29	3.30
3.11	3.12	3.13	3.14	3.15	3.16	3.17	3.18	3.19	3.20
3.1	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8	3.9	3.10
2.31	2.32	2.33	2.34	2.35	2.36	2.37	2.38	2.39	2.40
2.21	2.22	2.23	2.24	2.25	2.26	2.27	2.28	2.29	2.30
2.11	2.12	2.13	2.14	2.15	2.16	2.17	2.18	2.19	2.20
2.1	2.2	2.3	2.4	2.5	2.6	2.7	2.8	2.9	2.10
1.11	1.12	1.13	1.14	1.15	1.16	1.17	1.18	1.19	1.20
1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	1.10
Nr. Var

Elemente der Kinematik

Grundlegende Formeln

Durchschnitt und sofortige Geschwindigkeit materieller Punkt:

wo ist die Bewegung des Zeitpunkts , ist der Radiusvektor, der die Position des Punktes bestimmt.

Für geradlinige gleichförmige Bewegung ():

wo ist der Weg, den der Zeitpunkt zurückgelegt hat.

Durchschnittliche und momentane Beschleunigung eines materiellen Punktes:

Volle Beschleunigung bei krummliniger Bewegung:

wo ist die tangentiale Beschleunigungskomponente, die tangential zur Flugbahn gerichtet ist; - Normalkomponente der Beschleunigung, die auf den Krümmungsmittelpunkt der Flugbahn gerichtet ist ( - Krümmungsradius der Flugbahn an einem bestimmten Punkt).

Weg und Geschwindigkeit für die gleichveränderliche Bewegung eines materiellen Punktes ():

wo ist die Anfangsgeschwindigkeit, "+" entspricht gleichmäßig beschleunigte Bewegung, "-" - gleich langsam.

Winkelgeschwindigkeit:

Winkelbeschleunigung:

Winkelgeschwindigkeit bei gleichförmiger Drehbewegung eines starren Körpers:

wo ist der Rotationswinkel des Körpers, ist die Rotationsdauer; - Rotationsfrequenz ( - die Anzahl der Umdrehungen, die der Körper im Laufe der Zeit macht ).

Drehwinkel und Winkelgeschwindigkeit bei gleichförmiger Drehbewegung eines starren Körpers ():

wo ist die anfängliche Winkelgeschwindigkeit, "+" entspricht einer gleichmäßig beschleunigten Rotation, "-" - gleichmäßig verzögert.

Zusammenhang zwischen linearen und Winkelgrößen:

wo ist der Abstand vom Punkt zur momentanen Rotationsachse.

Beispiele für Problemlösungen

Aufgabe 1. Die Abhängigkeit des vom Körper zurückgelegten Weges von der Zeit wird durch die Gleichung ( = 2 m/s, = 3 m/s 2 , = 5 m/s 3 ) ausgedrückt. Schreiben Sie Ausdrücke für Geschwindigkeit und Beschleunigung auf. Ermitteln Sie für den Zeitpunkt nach Bewegungsbeginn den zurückgelegten Weg, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung.

Gegeben: ; ; ; ; .	Lösung: Um die Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Körpers von der Zeit zu bestimmen, bestimmen wir die erste Ableitung der Bahn nach der Zeit: , oder nach Einsetzen . Als Differenz wird die zurückgelegte Strecke definiert.

Aufgabe 2. Ein Körper wird mit Geschwindigkeit schräg zur Horizontalen geschleudert. Nimm den Körper als materiellen Punkt und bestimme das Normale und tangential Beschleunigung des Körpers 1,2 s nach Bewegungsbeginn.

Die Projektion bleibt während der Bewegung des Punktes in Betrag und Richtung konstant.

Die Projektion auf die Achse ändert sich. Am Punkt C (Abbildung 1.1) ist die Geschwindigkeit horizontal gerichtet, d.h. . Das heißt, wo ist die Zeit, während der der Materialpunkt auf die maximale Höhe ansteigt, oder nach der Substitution .

Zum Zeitpunkt 1,2 s befindet sich der Körper im Abstieg. Die Gesamtbeschleunigung im Bewegungsablauf ist senkrecht nach unten gerichtet und gleich der Freifallbeschleunigung. Die Normalbeschleunigung ist gleich der Projektion der Freifallbeschleunigung auf die Richtung des Krümmungsradius, und die Tangentialbeschleunigung ist gleich der Projektion der Freifallbeschleunigung auf die Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit (siehe Abb.1.1).

Aus den Dreiecken von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen haben wir:

wo , ,

wo ist die geschwindigkeit zu zeit

Nach Substitution erhalten wir:

Antworten: , .

Aufgabe 3. Das Rad des Autos dreht sich gleichmäßig. Während 2 Minuten änderte er die Rotationsfrequenz von 240 auf 60 min –1 . Bestimmen: 1) Winkelbeschleunigung Räder; 2) die Anzahl der vollständigen Umdrehungen, die das Rad während dieser Zeit gemacht hat.

wo sind die Winkelgeschwindigkeiten zum Anfangs- bzw. Endzeitpunkt.

Aus Gleichung (2) erhalten wir:

Drehwinkel . Daher kann Ausdruck (1) wie folgt geschrieben werden: .

Von hier: .

Antworten: ; .

Aufgabe 4. Der Punkt bewegt sich auf einem Kreis mit Radius derart, dass die Zeitabhängigkeit des Radiusdrehwinkels durch die Gleichung gegeben ist, wobei , . Bestimmen Sie bis zum Ende der zweiten Rotationssekunde: a) Winkelgeschwindigkeit; b) lineare Geschwindigkeit; c) Winkelbeschleunigung; d) normale Beschleunigung; e) Tangentialbeschleunigung.

Gegeben: ; .	Lösung: Die Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit von der Zeit wird bestimmt, indem die erste Ableitung des Drehwinkels nach der Zeit gebildet wird, d.h. . Für einen Augenblick , . Lineare Geschwindigkeit des Punktes oder nach Substitution.
Die Abhängigkeit der Winkelbeschleunigung von einem Zeitpunkt wird durch die erste Ableitung der Winkelgeschwindigkeit nach der Zeit bestimmt, d.h. . Für einen Augenblick . Normal- und Tangentialbeschleunigungen werden jeweils durch die Formeln bestimmt:
und . Antworten: ; ; ; ; .

Kontrollaufgaben

1.1. Ein Körper fällt senkrecht aus 19,6 m Höhe mit Null Anfangsgeschwindigkeit. Welchen Weg wird der Körper zurücklegen: 1) für die ersten 0,1 seiner Bewegung, 2) für die letzten 0,1 seiner Bewegung? Denken . Luftwiderstand ignorieren.

1.2. Ein Körper fällt senkrecht aus 19,6 m Höhe mit Null Anfangsgeschwindigkeit. Wie lange braucht der Körper, um: 1) den ersten 1 m seines Weges, 2) den letzten 1 m seines Weges zurückzulegen? Denken . Luftwiderstand ignorieren.

1.3. Ein Körper wird von einem Turm in horizontaler Richtung mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 10 m/s geschleudert. Bestimmen Sie unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes für den Zeitpunkt = 2 s nach Bewegungsbeginn: 1) die Geschwindigkeit des Körpers; 2) der Krümmungsradius der Flugbahn. Denken .

1.4. Ein Stein wird horizontal mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s geworfen. Bestimmen Sie die Normal- und Tangentialbeschleunigung des Steins 1 s nach Beginn der Bewegung. Denken . Luftwiderstand ignorieren.

1.5. Der Materialpunkt beginnt sich entlang eines Kreises mit einem Radius = 2,5 cm mit einer konstanten Tangentialbeschleunigung = 0,5 cm/s 2 zu bewegen. Bestimmen Sie: 1) den Zeitpunkt, zu dem der Beschleunigungsvektor mit dem Geschwindigkeitsvektor einen Winkel von 45 ° bildet; 2) der während dieser Zeit vom Bewegungspunkt zurückgelegte Weg.

1.6. Die Abhängigkeit des vom Körper zurückgelegten Weges von der Zeit ist durch die Gleichung gegeben, wobei =0,1m, =0,1m/s, =0,14m/s 2 , =0,01m/s 3 . 1) Nach wie viel Zeit nach dem Beginn der Bewegung beträgt die Beschleunigung des Körpers 1 m / s 2? 2) Wie groß ist die durchschnittliche Beschleunigung des Körpers für diesen Zeitraum? nach Beginn der Bewegung die zurückgelegte Strecke, Geschwindigkeit und Beschleunigung. für diesen Moment.

1.13. Die Scheibe dreht sich um eine feste Achse, so dass die Abhängigkeit des Drehwinkels des Scheibenradius von der Zeit durch die Gleichung ( = 0,1 rad / s 2) gegeben ist. Bestimmen Sie die Gesamtbeschleunigung eines Punktes auf dem Scheibenrand bis zum Ende der zweiten Sekunde nach Beginn der Bewegung, wenn in diesem Moment die lineare Geschwindigkeit dieses Punktes 0,4 m/s beträgt.

1.14. Eine Scheibe mit einem Radius von 0,2 m dreht sich um eine feste Achse, so dass die Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit von der Zeit durch die Gleichung gegeben ist, wobei . Ermitteln Sie für Punkte am Rand der Scheibe bis zum Ende der ersten Sekunde nach Beginn der Bewegung die Gesamtbeschleunigung und die Anzahl der Umdrehungen, die die Scheibe in der ersten Minute der Bewegung gemacht hat.

1.15. Eine Scheibe mit einem Radius von 10 cm dreht sich so, dass die Abhängigkeit des Drehwinkels des Scheibenradius von der Zeit durch die Gleichung ( = 2 rad, = 4 rad/s 3) gegeben ist. Bestimme für Punkte auf dem Radkranz: 1) Normalbeschleunigung zum Zeitpunkt 2 s; 2) tangentiale Beschleunigung für denselben Moment; 3) der Drehwinkel, bei dem die volle Beschleunigung 45° mit dem Radius des Rades beträgt.

1.16. Der Anker des Elektromotors mit einer Rotationsfrequenz von 50 s –1 hielt nach dem Abschalten des Stroms nach 628 Umdrehungen an. Bestimmen Sie die Winkelbeschleunigung des Ankers.

1.17. Das Rad des Autos dreht sich gleichmäßig. Während 2 Minuten änderte er die Rotationsfrequenz von 60 auf 240 min –1 . Bestimmen Sie: 1) Winkelbeschleunigung des Rades; 2) die Anzahl der vollständigen Umdrehungen, die das Rad während dieser Zeit gemacht hat.

1.18. Das gleichmäßig beschleunigt rotierende Rad erreichte 10 Umdrehungen nach Drehbeginn eine Winkelgeschwindigkeit von 20 rad/s. Finde die Winkelbeschleunigung des Rades.

1.19. Das Rad erreicht nach 1 min nach Drehbeginn eine Drehzahl, die einer Frequenz von 720 U/min entspricht. Finden Sie die Winkelbeschleunigung des Rades und die Anzahl der Umdrehungen, die das Rad in dieser Minute gemacht hat. Die Bewegung wird als gleichmäßig beschleunigt angesehen.

1.20. Das sich gleich langsam drehende Rad reduzierte beim Bremsen die Drehzahl in 1 min von 300 U/min auf 180 U/min. Finden Sie die Winkelbeschleunigung des Rades und die Anzahl der Umdrehungen, die während dieser Zeit gemacht wurden.

Das Ziel des Unterrichts:Überprüfen Sie das Wissen der Schüler und finden Sie den Grad der Assimilation des Materials zu diesem Thema heraus.

Während des Unterrichts

Zeit organisieren.

Option -1 (1. Ebene)

1. Berechnen Molekulargewicht Sauerstoff - O₂. (Antwort: 32 10 -3 kg/mol)

2. Es gibt 80 g Sauerstoff, berechnen Sie die Anzahl der Mole darin. (Antwort: 2,5 Mol)

3. Berechnen Sie den Druck des Gases an den Wänden der Flasche, wenn bekannt ist, dass es Propan enthält

(C3H4) mit einem Volumen von 3000 Litern bei einer Temperatur von 300 K. Die Stoffmenge dieses Gases ist

140 mol. (Antwort: 116kPa)

4. Was ist der Grund für die Brownsche Bewegung?

5. Die Abbildung zeigt den Übergang eines idealen Gases von Zustand 1 in Zustand 2.

a) Geben Sie dem Übergangsprozess einen Namen. B) Zeigen Sie den Graphen des Prozesses in PT- und VT-Koordinaten.

0 2 v

Option - 2 (1. Ebene)

1. Berechnen Sie das Molekulargewicht von Wasser - H₂O. (Antwort: 18 10-3kg/mol)

2. In einem Glas befinden sich 200 g Wasser. Finden Sie die Anzahl der Mole Wasser. (Antwort: 11,1 Mol)

3. Der Tank enthält Stickstoff mit einem Gewicht von 4 kg bei einer Temperatur von 300 K und einem Druck von 4 105 Pa.

Finden Sie das Stickstoffvolumen.

4. Warum nimmt Gas das gesamte ihm zur Verfügung gestellte Volumen ein?

5. Die Abbildung zeigt den Übergang eines idealen Gases von Zustand 1 in Zustand 2.

a) Geben Sie dem Übergangsprozess einen Namen. B) Zeigen Sie den Graphen des Prozesses in RT- und VT-Koordinaten Oh.

Option -1 (2. Ebene)

1. Bestimmen Sie die Masse von 1022 Stickstoffmolekülen.

Entscheidung. m = m&sub0;N = MN/NA; m = 4,7 (kg)

2. Wasserstofftemperatur 25˚С. Berechnen Sie seine Dichte im Normalzustand Luftdruck.

Entscheidung. ρ \u003d PM / RT \u003d 81 (g / cm³)

3. Die Kolben elektrischer Lampen werden mit einem inerten Gas bei reduziertem Druck und reduzierter Temperatur gefüllt. Erklären Sie den Grund.

4. Im RT-Koordinatensystem wird ein Diagramm der Zustandsänderung eines idealen Gases angezeigt.

a) Geben Sie jedem Übergang einen Namen.

B) Zeichnen Sie die Übergänge in PV- und VT-Koordinaten.

5. Je nach Jahreszeit gibt es einen Unterschied in der Luftmasse, die sich im Raum befindet. Im Sommer beträgt die Lufttemperatur 40 ° C und im Winter - 0 ° C bei normalem Luftdruck. Die Molmasse von Luft beträgt 29 · 10-3 kg/mol. Finden Sie den Unterschied in der Luftmasse.

PV = mRT/M; m1 = P V M/R T1; m2 = P V M/R T2; ∆m = m₁ – m₂;

Δm = P V M/R (1/T1 – 1/T2); Δm = 8,2 (kg)

Option -2 (2. Ebene)

N = γNA = mNA/M; N = 3,3 · 1012 (Moleküle)

2. Stickstoff befindet sich in einem geschlossenen Gefäß mit einem Fassungsvermögen von 5 Litern und einer Masse von 5 g und wird von 20 ° C auf 40 ° C erhitzt. Berechnen Sie den Stickstoffdruck vor und nach dem Erhitzen.

Entscheidung. P1 V = mRT/M; P1 = mRT/VM; P1 = 8,7 (Pa)

P&sub1;/P&sub2; = T&sub1;/T&sub2;; P₂ = P₁ T₂/T₁; P₂ = 9,3 · 104 (Pa)

3. Warum werden die Kammern von Autorädern im Winter stärker aufgepumpt als im Sommer?

4. Im RT-Koordinatensystem wird ein Diagramm der Zustandsänderung eines idealen Gases angezeigt.

R 4 A) Geben Sie jedem Übergang einen Namen.

B) Übergänge in Koordinaten zeichnen

Dieses Handbuch enthält Tests zur Selbstkontrolle, unabhängige Arbeit, mehrstufige Kontrollarbeit.
Empfohlen didaktische Materialien zusammengestellt in voller Übereinstimmung mit der Struktur und Methodik der Lehrbücher von V. A. Kasyanov „Physik. Ein Grundniveau von. Klasse 10“ und „Physik. Tiefe Ebene. 10. Klasse".

Aufgabenbeispiele:

TS 1. Umzug. Geschwindigkeit.
Gleichmäßige geradlinige Bewegung
Variante 1
1. Ein Radfahrer legt bei gleichmäßiger Bewegung 40 m in 4 s zurück. Welche Strecke legt er bei gleicher Geschwindigkeit in 20 s zurück?
A. 30 m. B. 50 m. C. 200 m.
2. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm der Bewegung eines Motorradfahrers. Bestimmen Sie aus dem Diagramm den Weg, den der Motorradfahrer im Zeitintervall von 2 bis 4 s zurückgelegt hat.
A. 6m. B. 2 m. C. 10 m.
3. Abbildung 2 zeigt die Bewegungsgraphen von drei Körpern. Welcher dieser Graphen entspricht einer Bewegung mit größerer Geschwindigkeit?
A. 1. B. 2. C. 3.
4. Bestimmen Sie gemäß dem in Abbildung 3 gezeigten Bewegungsdiagramm die Geschwindigkeit des Körpers.
A. 1 m/s. B. 3 m/s. H. 9 m/s.
5. Zwei Autos bewegen sich mit konstanten Geschwindigkeiten von 10 und 15 m/s auf der Straße. Der anfängliche Abstand zwischen den Autos beträgt 1 km. Bestimmen Sie, wie lange es dauert, bis das zweite Auto das erste überholt.
A. 50 s. B. 80 s. V. 200 S.

Vorwort.
SELBSTTESTS
TS-1. Umzug. Geschwindigkeit.
Gleichmäßige geradlinige Bewegung.
TS-2. Geradlinige Bewegung mit konstanter Beschleunigung
TS-3. Freier Fall. ballistische Bewegung.
TS-4. Kinematik der periodischen Bewegung.
TS-5. Newtonsche Gesetze.
TS-6. Kräfte in der Mechanik.
TS-7. Anwendung der Newtonschen Gesetze.
TS-8. Impulserhaltungssatz.
TS-9. Arbeit erzwingen. Leistung.
TS-10. Potentielle und kinetische Energie.
TS-11. Das Gesetz der Erhaltung der mechanischen Energie.
TS-12. Bewegung von Körpern in einem Gravitationsfeld.
TS-13. Dynamik freier und erzwungener Schwingungen.
TS-14. Relativistische Mechanik.
TS-15. Molekulare Struktur der Materie.
TS-16. Temperatur. Grundgleichung der molekularkinetischen Theorie.
TS-17. Clapeyron-Mendeleev-Gleichung. Isoprozesse.
TS-18. Innere Energie. Gasarbeit bei Isoprozessen. Erster Hauptsatz der Thermodynamik.
TS-19. Thermische Motoren.
TS-20. Verdunstung und Kondensation. Gesättigter Dampf. Luftfeuchtigkeit. Kochende Flüssigkeit.
TS-21. Oberflächenspannung. Benetzung, Kapillarität.
TS-22. Kristallisation und Schmelzen Feststoffe.
TS-23. Mechanische Eigenschaften von Festkörpern.
TS-24. Mechanische und Schallwellen.
TS-25. Das Gesetz der Ladungserhaltung. Coulomb-Gesetz.
TS-26. Die Intensität des elektrostatischen Feldes.
TS-27. Die Arbeit der Kräfte des elektrostatischen Feldes. Das Potential des elektrostatischen Feldes.
TS-28. Dielektrika und Leiter in einem elektrostatischen Feld.
TS-29. Kapazität eines Einzelleiters und eines Kondensators. Die Energie des elektrostatischen Feldes.
UNABHÄNGIGE ARBEITEN
SR-1. Gleichmäßige geradlinige Bewegung.
SR-2. Geradlinige Bewegung mit konstanter Beschleunigung.
SR-3. Freier Fall. ballistische Bewegung.
SR-4. Kinematik der periodischen Bewegung.
SR-5. Newtonsche Gesetze.
SR-6. Kräfte in der Mechanik.
SR-7. Anwendung der Newtonschen Gesetze.
SR-8. Impulserhaltungssatz.
SR-9. Arbeit erzwingen. Leistung.
SR-9. Arbeit erzwingen. Leistung.
SR-10. Potentielle und kinetische Energie. Gesetz der Energieeinsparung.
SR-11. Absolut unelastischer und absolut elastischer Stoß.
SR-12. Bewegung von Körpern in einem Gravitationsfeld.
SR-13. Dynamik freier und erzwungener Schwingungen.
SR-14. Relativistische Mechanik.
SR-15. Molekulare Struktur der Materie.
SR-16. Temperatur. Grundgleichung der molekularkinetischen Theorie.
SR-17. Clapeyron-Mendeleev-Gleichung. Isoprozesse.
SR-18. Innere Energie. Gasarbeit bei Isoprozessen.
SR-19. Erster Hauptsatz der Thermodynamik.
SR-20. Thermische Motoren.
SR-21. Verdunstung und Kondensation. Gesättigter Dampf. Luftfeuchtigkeit.
SR-22. Oberflächenspannung. Benetzung, Kapillarität.
SR-23. Kristallisation und Schmelzen von Feststoffen. Mechanische Eigenschaften von Festkörpern.
SR-24. Mechanische und Schallwellen.
SR-25. Das Gesetz der Ladungserhaltung. Coulomb-Gesetz.
SR-26. Die Intensität des elektrostatischen Feldes.
SR-27. Die Arbeit der Kräfte des elektrostatischen Feldes. Potenzial.
SR-28. Dielektrika und Leiter in einem elektrostatischen Feld.
SR-29. Elektrische Kapazität. Elektrostatische Feldenergie
TESTPAPIERE
KR-1. Geradlinige Bewegung.
KR-2. Freier Fall von Körpern. ballistische Bewegung.
KR-3. Kinematik der periodischen Bewegung.
KR-4. Newtonsche Gesetze.
CR-5. Anwendung der Newtonschen Gesetze.
CR-6. Impulserhaltungssatz.
CR-7. Gesetz der Energieeinsparung.
KR-8. Molekular Kinetische Theorie ideales Gas
CR-9. Thermodynamik.
KR-10. Aggregatzustände Substanzen.
KR-11. Mechanische und Schallwellen.
KR-12. Kräfte der elektromagnetischen Wechselwirkung fester Ladungen.
KR-13. Energie der elektromagnetischen Wechselwirkung fester Ladungen.
ANTWORTEN
Tests zur Selbstkontrolle.
Unabhängige Arbeit.
Prüfungsunterlagen.
Referenzliste.

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10. Klasse

Prüfung Nr. 5

Variante 1

25 m -3 .

3 -23

6 (m/s) 2 25 m -3 -26 kg?

25m-3

3 -12 Pa?

10. Klasse

Prüfung Nr. 5

"Grundlagen der molekularkinetischen Theorie eines idealen Gases"

Option 2

5 m 3 18 Moleküle?

5 3m/s.

21J.

3 Std. 8

10. Klasse

Prüfung Nr. 5

"Grundlagen der molekularkinetischen Theorie eines idealen Gases"

Variante 1

1. Bestimmen Sie die Temperatur von Wasserstoff und die mittlere Quadratgeschwindigkeit seiner Moleküle bei einem Druck von 100 kPa und einer Molekülkonzentration von 10 25 m -3 .

2. Ein würfelförmiges Gefäß mit 1 m Seitenlänge enthält ein ideales Gas in der Menge 10-3 mol. Finden Sie den Gasdruck, wenn die Masse eines Moleküls 3 ∙ 10 ist-23 r und die durchschnittliche Geschwindigkeit der thermischen Bewegung von Molekülen beträgt 500 m/s.

3. Unter welchem ​​Druck befindet sich das Gas im Gefäß, wenn das mittlere Quadrat der Geschwindigkeit seiner Moleküle 10 beträgt 6 (m/s) 2 , Konzentration der Moleküle 3 ∙ 10 25m-3 , und die Masse jedes Moleküls ist 5 ∙ ​​10-26 Kilo?

4. Konzentration der Gasmoleküle 4 ∙ 10 25m-3 .Berechnen Sie den Gasdruck bei 290 K.

5. Wie viele Moleküle hat ein Gefäß mit einem Volumen von 5 m? 3 bei 300 K, wenn der Gasdruck 10 ist-12 Pa?

10. Klasse

Prüfung Nr. 5

"Grundlagen der molekularkinetischen Theorie eines idealen Gases"

Option 2

1. Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit der thermischen Bewegung von Molekülen, wenn bei einem Druck von 250 kPa ein 8 kg schweres Gas ein Volumen von 15 m einnimmt? 3 ?

2. Welchen Druck erzeugt Quecksilberdampf in einem Zylinder einer Quecksilberlampe mit einer Kapazität von 3 · 10-5m 3 bei 300 K, wenn es 10 enthält 18 Moleküle?

3. Bestimmen Sie die Sauerstoffdichte bei einem Druck von 1,3 ∙ 10 5 Pa, wenn die quadratische Mittelgeschwindigkeit seiner Moleküle 1,4 ∙ 10 beträgt 3 m/s.

4. Bei welcher Temperatur ist die durchschnittliche kinetische Energie von Gasmolekülen gleich 10,35 ∙ 10-21 J.

5. Der 3000-l-Tank enthält Propan (C 3 Std. 8 ), dessen Stoffmenge 140 mol beträgt, und die Temperatur 300 K. Welchen Druck übt das Gas auf die Gefäßwände aus?

DEFINITION

Die der molekularkinetischen Theorie zugrunde liegende Gleichung verbindet makroskopisch beschreibende Größen (zB Druck) mit den Parametern ihrer Moleküle (und deren Geschwindigkeiten). Diese Gleichung sieht so aus:

Hier ist die Masse eines Gasmoleküls, die Konzentration solcher Teilchen pro Volumeneinheit und das gemittelte Quadrat der Molekulargeschwindigkeit.

Die Grundgleichung der MKT erklärt anschaulich, wie ein ideales Gas an den es umgebenden Gefäßwänden entsteht. Moleküle treffen die ganze Zeit auf die Wand und wirken mit einer bestimmten Kraft F darauf ein. Hier ist zu beachten: Wenn ein Molekül auf ein Objekt trifft, wirkt eine Kraft -F darauf, wodurch das Molekül von der „abprallt“. Wand. In diesem Fall betrachten wir die Stöße von Molekülen mit der Wand als absolut elastisch: mechanische Energie Moleküle und die Wand bleibt vollständig erhalten, ohne in . Das bedeutet, dass sich bei Stößen nur die Moleküle verändern und es zu keiner Erwärmung der Moleküle und der Wand kommt.

Da wir wissen, dass die Kollision mit der Wand elastisch war, können wir vorhersagen, wie sich die Geschwindigkeit des Moleküls nach der Kollision ändern wird. Der Geschwindigkeitsmodul bleibt derselbe wie vor dem Stoß, und die Bewegungsrichtung ändert sich in Bezug auf die Ox-Achse in die entgegengesetzte Richtung (wir nehmen an, dass Ox die Achse ist, die senkrecht zur Wand steht).

Es gibt viele Gasmoleküle, sie bewegen sich zufällig und treffen oft auf die Wand. Nachdem wir die geometrische Summe der Kräfte gefunden haben, mit denen jedes Molekül auf die Wand wirkt, finden wir die Gasdruckkraft heraus. Um die Geschwindigkeiten von Molekülen zu mitteln, müssen statistische Methoden verwendet werden. Aus diesem Grund verwendet die grundlegende MKT-Gleichung das gemittelte Quadrat der Molekülgeschwindigkeit und nicht das Quadrat der gemittelten Geschwindigkeit: Die gemittelte Geschwindigkeit von sich zufällig bewegenden Molekülen ist gleich Null, und in diesem Fall würden wir keinen Druck bekommen.

Jetzt ist es klar physikalische Bedeutung Gleichungen: Je mehr Moleküle im Volumen enthalten sind, desto schwerer sind sie und je schneller sie sich bewegen, desto mehr Druck erzeugen sie an den Gefäßwänden.

Grundlegende MKT-Gleichung für das ideale Gasmodell

Es sei darauf hingewiesen, dass die grundlegende MKT-Gleichung für das ideale Gasmodell mit den entsprechenden Annahmen hergeleitet wurde:

1. Kollisionen von Molekülen mit umgebenden Objekten sind absolut elastisch. Für reale Gase gilt dies nicht ganz; einige der Moleküle gehen noch in die innere Energie der Moleküle und der Wand über.
2. Die Wechselwirkungskräfte zwischen Molekülen können vernachlässigt werden. Wenn das echte Gas an ist hoher Druck und relativ niedriger Temperatur werden diese Kräfte ziemlich signifikant.
3. Moleküle zählen materielle Punkte, vernachlässigt ihre Größe. Die Abmessungen der Moleküle realer Gase beeinflussen jedoch den Abstand zwischen den Molekülen selbst und der Wand.
4. Und schließlich betrachtet die Hauptgleichung der MKT ein homogenes Gas – und in Wirklichkeit haben wir es oft mit Gasgemischen zu tun. Wie zum Beispiel, .

Für verdünnte Gase liefert diese Gleichung jedoch sehr genaue Ergebnisse. Darüber hinaus sind viele reale Gase bei Raumtemperatur und Drücken nahe dem Atmosphärendruck in ihren Eigenschaften einem idealen Gas sehr ähnlich.

Wie aus den Gesetzen bekannt ist, ist die kinetische Energie eines jeden Körpers oder Teilchens. Wenn wir das Produkt aus der Masse jedes Teilchens und dem Quadrat ihrer Geschwindigkeit in der Gleichung, die wir aufgeschrieben haben, ersetzen, können wir es darstellen als:

Auch die kinetische Energie von Gasmolekülen wird durch die Formel ausgedrückt, die oft in Problemen verwendet wird. Hier ist k die Boltzmann-Konstante, die den Zusammenhang zwischen Temperatur und Energie herstellt. k = 1,38 · 10 -23 J/K.

Die Grundgleichung der MKT liegt der Thermodynamik zugrunde. Praktische Anwendung findet es auch in der Raumfahrt, Kryotechnik und Neutronenphysik.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Die Übung	Bestimmen Sie die Bewegungsgeschwindigkeit von Luftpartikeln unter normalen Bedingungen.
Entscheidung	Wir verwenden die grundlegende MKT-Gleichung und betrachten Luft als homogenes Gas. Da Luft eigentlich ein Gasgemisch ist, wird die Lösung des Problems nicht absolut genau sein. Gasdruck: Wir können feststellen, dass das Produkt ein Gas ist, da n die Konzentration der Luftmoleküle (der Kehrwert des Volumens) und m die Masse des Moleküls ist. Dann wird die vorherige Gleichung: Unter normalen Bedingungen beträgt der Druck 10 5 Pa, die Luftdichte 1,29 kg / m 3 - diese Daten können der Referenzliteratur entnommen werden. Aus dem vorherigen Ausdruck erhalten wir Luftmoleküle:
Antworten	Frau

BEISPIEL 2

Die Übung	Bestimmen Sie die Konzentration homogener Gasmoleküle bei einer Temperatur von 300 K und 1 MPa. Betrachten Sie das Gas als ideal.
Entscheidung	Beginnen wir die Lösung des Problems mit der Grundgleichung der MKT: , sowie Materialpartikel: . Dann sieht unsere Berechnungsformel etwas anders aus: