Фізика 10 клас

Фізика  10 клас

03.04

Тема: Розв’язування задач

Дайте відповіді на запитання:

1. З яких частинок складаються всі речовини? Як можна охарактеризувати їх рух?

2. Чому рух частинок називають тепловим? Як рух частинок речовини пов'язаний з температурою?

3. Що таке енергія? В яких одиницях вона вимірюється?

4. Що таке потенціальна енергія? Кінетична енергія?

5. Ізопроцеси – це…

6. Ізотермічним називається процес…

7. Ізобарним називається процес…

8. Ізохорним називається процес…

Розв’язок задач.

ЗАДАЧА 1

Вважаючи, що внутрішня енергія ідеального газу складається з кінетичної енергії всіх його молекул, обчисліть , яку внутрішню енергію має 500г гелію при температурі Т= 300К.

Дано:                                                             Розв'язання:

m = 500г                         0,5кг             Гелій  - одноатомний газ. Вважатимемо

М = 4*10^-3 кг/моль                              його ідеальним. Тоді Е = 3kT/2 - середня

Т = 300К                                               кінетична енергія одного атома;

R = 8,31 Дж/моль*К                            k – стала Больцмана.

                                                              N = m Nа/М – кількість атомів, де Nа -

U - ?                                                       число Авогадро.

Отже, U = E*N = (3kT/2)*( m Nа/М) = 3mRT/2M

[ U ] = (кг*Дж *К*моль)/ (кг*моль*К) = Дж

U = (3*0,5*8,31*300)/(2*4*10^-3) = 4,67*10⁵ (Дж)

Відповідь: 4,67*10⁵ Дж

ЗАДАЧА 2

Визначити роботу розширення 20л газу при ізобарному нагріві від 27⁰С до 120⁰С. Тиск газу 80 кПа.

Дано:                                                             Розв'язання:

V₁ = 20л             20*10^-3 м³            Для визначення роботи необхідно визначити

Т₁ = 27⁰С              300К                 зміну об'єму газу, так як невідомо V₂

Т₂ = 120⁰С             397К                   A = Р(V₂ – V₁)

Р = 80 кПа            80*10³ Па         При постійному тиску маємо

                                                         співвідношення V₁/V₂ = T₁/T₂

А - ?                                                 V₂ = V₁*T₂ /T₁

А = Р ( (V₁*T₂ /T₁) - V₁ )

[ А ] = Па м³ =  (Н/м²) *м³ = Н*м = Дж

А = 80*10³ ( (20*10^-3*397 / 300) - 20*10^-3) = 500 Дж

Відповідь: 500 Дж

ЗАДАЧА 3

На скільки змінилась внутрішня енергія газу, який виконав роботу 50 кДж, коли отримав кількість теплоти 85 кДж?

Дано:                                                             Розв'язання:

А = 50 кДж       50*10³ Дж                  В цьому випадку запишемо формулу

Q = 85 кДж       85*10³ Дж                  І закону термодинаміки так

                                                              Q = ∆U + A

∆U - ?                                                    ∆U = Q – А

                                                              [ U ] = Дж – Дж = Дж

∆U = 85*10³ - 50*10³ = 35*10³ (Дж)

Відповідь: збільшиться на 35*10³ Дж.

ЗАДАЧА 4

Над газом була виконана робота 75 кДж, при цьому його внутрішня енергія збільшилась на 25 кДж. Одержав чи віддав тепло газ у цьому процесі? Яку саме кількість теплоти?

Дано:                                                             Розв'язання:

А^’ = 75 кДж       75*10³ Дж                  В цьому випадку запишемо формулу

∆U = 25 кДж       25*10³ Дж                  І закону термодинаміки так

                                                              ∆U = Q + А^’

Q - ?                                                            Q = ∆U - А^’

                                                              [ Q] = Дж – Дж = Дж

Q = 25*10³ - 75*10³ = -50*10³ (Дж)

Відповідь: газ віддав 50*10³ Дж теплоти.

ЗАДАЧА 5

Одноатомному газу, кількістю речовини 2 моля, передано кількість теплоти 1,2 кДж. При цьому газ виконав роботу 600 Дж. На скільки змінилась температура газу?

Дано:                                                             Розв'язання:

 ν = 2 моль                                              І закон термодинаміки для цього

Q = 1,2 кДж       1,2*10³ Дж                  випадку має вигляд

А = 600 Дж                                             Q = ∆U + A

                                                                Зміна внутрішньої енергії одноатомного

∆Т - ?                                                      газу   ∆U = 3mR∆T/2M

а кількість речовини визначимо ν = m/М     ∆U = 3 ν R∆T/2
Рівняння І закону термодинаміки стане

Q = (3 ν R∆T/2) + А                                3 ν R∆T/2 = Q – А

∆Т = (Q – А)*2/3 ν R

[∆Т] = Дж*моль*К/моль*Дж = К

∆Т = (1200 – 600)*2/3*2*8,31= 24 (К)

Відповідь: збільшилась на 24 К.

ЗАДАЧА 6

На скільки змінилась внутрішня енергія газу, якщо йому надали кількість теплоти 20 кДж і виконали над ним роботу 30 кДж?

Дано:                                                             Розв'язання:

А^’ = 30 кДж       30*10³ Дж                  В цьому випадку запишемо формулу

Q = 20 кДж       20*10³ Дж                  І закону термодинаміки так

                                                              ∆U = Q + А^’

∆U - ?                                                           [∆U] = Дж – Дж = Дж                                                              

∆U = 20*10³ + 30*10³ = 50*10³ (Дж)

Відповідь: збільшиться на 50*10³ Дж.

 Домашнє завдання

Опрацюйте матеріал стор. 228 вправа 38 (1,2,5) та  перешліть результати на електронну адресу  captatana5@gmail.com