Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12
2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно…
Давление
- Задание №12№12
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость _0 , начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как из…
Второй закон Ньютона
В неподвижном цилиндре под герметичным поршнем находится газ. Поршень перемещают вверх (см. рисунок). Температура газа поддерживается постоянной. Как изменяются при этом давление газа и средняя скорость теплового движения его молекул?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличивается |
2) | уменьшается |
3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
23
Пояснение
Решение.
Проанализируем физические процессы, происходящие с газом в цилиндре при перемещении поршня вверх.
1. Средняя скорость теплового движения молекул газа.
Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, средняя кинетическая энергия теплового движения молекул напрямую зависит от абсолютной температуры газа T. Формула для средней квадратичной скорости молекул имеет вид: v=m03kT, где k — постоянная Больцмана, m0 — масса молекулы. По условию задачи температура газа поддерживается постоянной (T=const). Следовательно, средняя скорость теплового движения молекул не изменяется. Этому соответствует вариант 3.
2. Давление газа.
По условию поршень перемещают вверх, что приводит к увеличению объёма V, занимаемого газом под поршнем. Так как поршень герметичен, масса газа m и количество вещества остаются неизменными. При постоянной температуре (T=const) для данной массы газа справедлив закон Бойля-Мариотта: P⋅V=const. Из этой формулы следует, что давление P обратно пропорционально объёму V. При увеличении объёма давление газа уменьшается.
С точки зрения МКТ это объясняется тем, что при увеличении объёма концентрация молекул n=VN уменьшается, молекулы реже ударяются о стенки сосуда и поршень, что и приводит к падению давления. Этому соответствует вариант 2.
Таким образом, давление газа уменьшается (2), а средняя скорость теплового движения молекул не изменяется (3).
Ответ: 23
Источник: ФИПИ