1. Какую часть массы изотопа углерода 126С составляет масса его электронной оболочки9 [2,74 ⋅ 10-4]
Правильный ответ на задачу
.
2. В ядрах 94Be, 137N, 2311Na нейтроны заменили протонами, а протоны — нейтронами. Определите символы полученных изотопов, их зарядовые и массовые числа
Правильный ответ на задачу
.
3. Какая энергия выделяется при образовании изотопа углерода 126C из образующих его частиц? [15,3 МэВ]
Правильный ответ на задачу
.
4. Определите дефект массы атома бора 105B, имеющего массу 10,013 а е м [0,72 а, е. м.]
Правильный ответ на задачу
.
5. Выразите массу протона и нейтрона, а также дефект массы дейтрона (см задачу 5 к § 45) в а е м [1,007276 а. е. м.; 1,008665 а. е. м.; 0,002388 а. е. м.]
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§48. Распределение молекул идеального газа в пространстве. Ответы на вопросы
1. Почему свойства разреженных газов не зависят от их химического состава?
Правильный ответ на задачу
.
2. Почему для описания движения молекул газа нет смысла использовать законы динамики Ньютона?
Правильный ответ на задачу
.
3. Почему газ неограниченно расширяется, занимая весь предоставленный ему объем?
Правильный ответ на задачу
.
4. Скорость теплового движения молекул в воздухе при комнатной температуре близка к скорости пули. Почему аромат духов распространяется по комнате лишь через некоторое время после открытия флакона?
Правильный ответ на задачу
.
5. Как распределяются в пространстве молекулы идеального газа в отсутствие внешних сил? Почему?
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§48. Распределение молекул идеального газа в пространстве. Задачи
1. Определите полное число микросостояний при распределении шести частиц идеального газа по двум половинам сосуда, не разделенного перегородкой Чему равно число способов реализации состояния <3|3>, <2|4>, <1|5>? [64; 20; 15; 6]
Правильный ответ на задачу
.
2. Какой промежуток времени экспериментатор будет наблюдать равномерное распределение шести частиц по двум половинам сосуда, если опыт проводится в течение суток? [7,5 ч]
Правильный ответ на задачу
.
3. Какую часть времени 10 частиц идеального газа будут распределены равномерно по двум половинам сосуда? [63/256]
Правильный ответ на задачу
.
4. Во сколько раз равномерное распределение 10 частиц <5|5> по двум половинам сосуда реализуется чаще, чем пребывание всех молекул в любой из двух половин сосуда? [в 126 раз]
Правильный ответ на задачу
.
5. Найдите полное число микросостояний при распределении 6 частиц по трем одинаковым частям сосуда, не разделенным перегородками. Какую часть времени 6 частиц будут равномерно распределены по объему, т е реализуется микросостояние <2|2|2>? [729; 10/
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§49. Распределение молекул идеального газа по скоростям. Задачи
1. Рассчитайте средний возраст вашей семьи, используя формулу (152).
Правильный ответ на задачу
.
2. Угол между прорезями во вращающихся дисках в опыте Штерна составляет 90°. Прорезь образует угол 2°. Средняя скорость частиц, попадающих в вакуумную камеру, 450 м/с. В каком интервале скоростей детектор фиксирует частицы? [(450 ±10) м/с]
Правильный ответ на задачу
.
3. Определите наиболее вероятный возраст учеников в вашем классе
Правильный ответ на задачу
.
4. Докажите, что после абсолютно упругого нецентрального удара двух одинаковых шаров (один из которых первоначально покоился) угол между их скоростями составляет 90°
Правильный ответ на задачу
.
5. Докажите, что не существует преимущественного направления скорости молекул идеального газа
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§50. Температура. Задачи
1. Чему равны показания термометра по шкале Фаренгейта: 1) при таянии льда; 2) при кипении воды; 3) при измерении нормальной температуры (36,6 °С) человеческого тела? [32 °F; 212 °F; 97,9 °F]
Правильный ответ на задачу
.
2. При какой температуре показания термометров по шкалам Цельсия и Фаренгейта одинаковы? [-40 °С]
Правильный ответ на задачу
.
3. При какой температуре показания термометров по термодинамической шкале и шкале Фаренгейта одинаковы? [574,25 К]
Правильный ответ на задачу
.
4. Определите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода и аргона в воздухе при температуре 20 °С. [478 м/с; 427 м/с]
Правильный ответ на задачу
.
5. При какой температуре тепловая скорость молекул азота равна 90 км/ч? [10,5 К]
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§51. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Ответы на вопросы
1. Почему барабанная перепонка уха не продавливается бомбардирующими ее молекулами воздуха?
Правильный ответ на задачу
.
2. Что доказал эксперимент О. фон Герике?
Правильный ответ на задачу
.
3. Сформулируйте и запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
Правильный ответ на задачу
.
4. На высоте порядка сотен километров над Землей молекулы атмосферы имеют кинетическую энергию, которой соответствует температура порядка тысяч градусов Цельсия. Почему на такой высоте не плавятся искусственные спутники Земли?
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§51. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Задачи
1. «Магдебургские полушария» растягивали 8 лошадей с каждой стороны. Как изменится сила тяги, если одно полушарие прикрепить к стене, а другое будут тянуть 16 лошадей?
Правильный ответ на задачу
.
2. Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 1,01 • 105 Па. Тепловая скорость молекул 500 м/с Найдите плотность газа. [1,21 кг/м3]
Правильный ответ на задачу
.
3. Под каким давлением находится кислород, если тепловая скорость его молекул 550 м/с, а их концентрация 1025м-3? [9,7 кПа]
Правильный ответ на задачу
.
4. Азот занимает объем 1 л при нормальном атмосферном давлении. Определите энергию поступательного движения молекул газа [15,15 Дж]
Правильный ответ на задачу
.
5. Воздух состоит из смеси азота, кислорода и аргона. Их концентрация соответственно равна 7,8 • 1024м-3, 2,1 ⋅ 1024м-3, 1023м-3. Средняя кинетическая энергия молекул смеси одинакова и равна 3 - 10-21 Дж. Найдите давление воздуха. [20 кПа]
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§52. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Задачи
1. Как изменится давление газа при уменьшении в 4 раза его объема и увеличении температуры в 1,5 раза? [увеличится в 6 раз]
Правильный ответ на задачу
.
2. Давление газа в люминесцентной лампе 103 Па, а его температура 42 °С Определите концентрацию атомов в лампе. Оцените среднее расстояние между атомами.[2,3 ⋅ 1023 м-3; 16,3 нм]
Правильный ответ на задачу
.
3. Оцените число молекул воздуха, находящихся в классе при атмосферном давлении и температуре 20 °С.
Правильный ответ на задачу
.
4. Найдите объем одного моля идеального газа любого химического состава при нормальных условиях. [22,4 л = 0,0224 м3]
Правильный ответ на задачу
.
5. В сосуде объемом 4 л находятся молекулярный водород и гелий. Считая газы идеальными, найдите давление газов в сосуде при температуре 20 °С, если их массы соответственно равны 2 г и 4 г. [4,87 кПа]
8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.
§53. Изопроцессы. Задачи
1. Определите глубину озера, если объем воздушного пузырька удваивается при подъеме со дна на поверхность. Температура пузырька не успевает измениться при подъеме [10,3 м]
Правильный ответ на задачу
.
2. Цилиндр разделен непроницаемой закрепленной перегородкой на две части, объемы которых V1 и V2 Давление воздуха в этих частях цилиндра р1 и р2 соответственно При снятии закрепления перегородка может двигаться вдоль цилиндра как невесомый поршень. На как
Правильный ответ на задачу
.
3. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 27,5 см находится столбик ртути длиной 7,5 см. При повороте трубки в вертикальное положение столбик ртути смещается вниз на 2 см. Определите давление воздуха в обеих частях т
Правильный ответ на задачу
.
4. В цилиндре под поршнем массой 50 кг и площадью S = 10-2 м2 находится 1 моль воздуха. Цилиндр нагревают снаружи при нормальном атмосферном давлении на 15 °С. Найдите смещение поршня в результате нагревания. [8,3 см]
Правильный ответ на задачу
.
5. Автомобильные шины накачаны до давления 2 ⋅ 104 Па при температуре 7 °С. После нескольких часов езды температура воздуха в шинах поднялась до 42 °С. Каким стало давление воздуха в шинах? [2,25 • 104 Па]
1. Сформулируйте определение внутренней энергии тела. Зависит ли внутренняя энергия тела от его движения и положения относительно других тел?
Правильный ответ на задачу
.
2. От какого макроскопического параметра зависит внутренняя энергия идеального газа? Как изменяется температура тела, если оно отдает энергии больше, чем получает извне?
Правильный ответ на задачу
.
3. Сформулируйте определение числа степеней свободы.
Правильный ответ на задачу
.
4. Моль какого газа (гелия или водорода) имеет бОльшую внутреннюю энергию при одинаковой температуре газов?
Правильный ответ на задачу
.
5. Как можно изменить внутреннюю энергию жидкости газа?
