Тестовые задания по дисциплине

«Молекулярная физика»

 

№ темы, № подтемы	Название темы, название подтемы
	Идеальный газ. Газовые законы.
1. 1.	Предмет и метод молекулярно-кинетической теории. Основные характеристики.
1. 2.	Уравнение состояния идеального газа (Менделеева-Клапейрона). Газовые законы.
1. 3.	Основное уравнение молекулярно-кинетической теории и следствия из него.
	Основы статистической теории мдеальных газов.
2. 1.	Основные понятия математической статистики.
2. 2.	Распределения (биномиальное, Пуассона, Гаусса, Максвелла, Больцмана).
	Первое начало термодинамики и его применение.
3. 1.	Внутренняя энергия. Работа. Теплота. Первое начало термодинамики.
3. 2.	Газовые теплоемкости.
3. 3.	Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты.
3. 4.	Политропный процесс. Уравнение политропы.
	Второе начало термодинамики и его применение.
4. 1.	Циклы. Тепловые и холодильные машины. Цикл Карно.
4. 2.	Второе начало термодинамики. Теоремы Карно. Энтропия.
4. 3.	Термодинамические потенциалы и их связь с термодинамическими параметрами.
	Явления переноса.
5. 1.	Газокинетические параметры.
5. 2.	Стационарные явления переноса.
5. 3.	Нестационарные явления переноса.
5. 4.	Особенности явлений переноса в разреженных газах.
	Реальные газы.
6. 1..	Отклонение газов от идеальности. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
6. 2.	Теоретические и экспериментальные изотермы реального газа. Критическое состояние.
6. 3.	Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
	Жидкости.
7. 1.	Особенности жидкого состояния.
7. 2.	Поверхностное натяжение.
7. 3.	Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Формула Лапласса.
7. 4.	Граничные явления.
	Твердые тела.
8. 1.	Общая характеристика кристаллического состояния. Операции и элементы симметрии.
8. 2.	Теплоемкость твердого тела.
	Фазовые превращения.
9. 1.	Фазовые переходы I рода.
9. 2.	Фазовые переходы II рода.
9. 3.	Диаграмма состояний.

 

 

$$$ 1

Уравнение изотермического процесса (m=const; T=const):

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 2

Уравнение изобарического процесса (m=const; P=const):

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 3

Уравнение изохорического процесса (m=const; V=const):

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 4

На "P-V" диаграмме представлен процесс, проведенный над газом. Какова температура газа в состоянии 2, если в состоянии 1 она равна 400 К:

A) 2400 К.

B) 1600 К.*

C) 800 К.

D) 400 К.

E) 200 К.

$$$ 5

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

A) .

B) .

C) .

D) .*

E) .

$$$ 6

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов:

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 7

Адиабатическим является процесс, происходящий:

A) При постоянной температуре.

B) При постоянном давлении.

C) При постоянном объеме.

D) Без теплообмена между системой и окружающей средой.*

E) При постоянной теплоемкости.

$$$ 8

Газ считается идеальным, если:

A) Можно пренебречь размерами молекул.

B) Можно пренебречь их взаимодействием на расстоянии.

C) Соударения между молекулами являются упругими.

D) Можно пренебречь размерами молекул, их взаимодействием на расстоянии, Соударения между молекулами являются упругими.*

E) Можно пренебречь размерами молекул и их взаимодействием на расстоянии.

$$$ 9

Внутренняя энергия идеального газа зависит от:

A) Давления.

B) Объема.

C) Температуры.*

D) Давления и объема.

E) Объема и температуры.

$$$ 10

Оцените объем, который занял бы воздух в квартире общей площадью 35 м², если его сжать до такой степени, чтобы молекулы касались друг друга (радиус молекулы принять равным 0,2 нм):

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 11

Оцените массу воды, которую можно нагреть до кипения за счет энергии теплового движения молекул воздуха, находящегося в комнате объемом 50 м³ (удельная теплоемкость воды ):

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 12

На какую примерно высоту взлетел бы волейбольный мяч, если бы в какой-то момент времени векторы скоростей молекул внутри мяча оказались бы все случайно направленными вверх (масса мяча 0,25 кг, его радиус 10 см):

A) 0,5 мм.

B) 5 мм.

C) 5 см.

D) 5 м.*

E) 500 м.

$$$ 13

Как изменилось давление данного количества идеального газа при переходе из состояния 1 в состояние 2:

A) Увеличилось.*

B) Осталось неизменным.

C) Уменьшилось.

D) Могло увеличиться, могло уменьшиться.

E) Значительно увеличилось.

$$$ 14

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ. Поршень в начальном состоянии находится высоте h. На сколько изменится высота h расположения поршня увеличении внутренней энергии газа в 4 раза? Поршень перемещается в цилиндре без трения:

A) На .

B) На .

C) На .*

D) На .

E) На .

$$$ 15

Единица измерения универсальной газовой постоянной в системе СИ:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 16

Единица измерения постоянной Больцмана в системе СИ:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 17

Выразите плотность данного газа через концентрацию молекул , его молярную массу и известные константы:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 18

Если в объема при давлении находится молекул кислорода (), средняя квадратичная скорость молекул кислорода при этих условиях равна:

A)1560 м/с.

B) 1220 м/с.

C) 1370 м/с.

D) 430 м/с.*

E) 1800 м/с.

$$$ 19

Броуновское движение можно наблюдать в 1) жидкости; 2) газе; 3) твердом теле:

A) 1,2 и 3.

B) 1 и 2.*

C) Только 1.

D) Только 2.

E) Только 3.

$$$ 20

Единица измерения давления Па в системе СИ можно выразить так:

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 21

В одном моле водорода содержится:

A) молекул.

B) молекул.

C) молекул.

D) молекул.

E) молекул.*

$$$ 22

Какой термометр дает наиболее правильное показание температуры: 1) водородный; 2) ртутный; 3) спиртовой:

A) 2 и 3.

B) 1 и 2.

C) 3.

D) 2.

E) 1.*

$$$ 23

Сколько молекул (примерно) содержится в 2 моль кислорода:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 24

Газ, состоящий из молекул с массой m₁, оказывает на стенки сосуда давление . Какое давление на стенки сосуда оказывает газ из молекул с массой при одинаковых концентрациях молекул n₂=n₁ и средних квадратах скорости теплового движения :

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 25

При нагревании идеального газа его абсолютная температура увеличилась в 2 раза. Как изменилась при этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа:

A) Увеличилась в 16 раз.

B) Увеличилась в 4 раза.

C) Увеличилась в 2 раза.*

D) Не изменилась.

E) Увеличилась в 8 раз.

$$$ 26

Температура идеального газа уменьшилась в 2 раза, объем газа увеличился в 2 раза. Как изменилось давление газа:

A) Увеличилось в 8 раз.

B) Увеличилось в 2 раза.

C) Не изменилась.

D) Уменьшилось в 2 раза.

E) Уменьшилось в 4 раза.*

$$$ 27

Какой процесс происходит с изменением параметров газа в соответствии с графиком, представленным на рисунке:

A) Изотермический.

B) Изохорный.

C) Изобарный.*

D) Адиабатный.

E) Политропный.

$$$ 28

Какой процесс происходит с изменением параметров газа в соответствии с графиком, представленным на рисунке:

A) Изотермический.

B) Изохорный.*

C) Изобарный.

D) Адиабатный.

E) Политропный.

$$$ 29

В стеклянной трубке, запаянной с одного конца, находятся воздух и столбик ртути, закрывающей воздух в трубке. Какие действия нужно произвести с этой трубкой для измерения давления атмосферного воздуха:

A) Измерить длину столба ртути и длину воздушного столба в вертикальном и горизонтальном положениях трубки.*

B) Измерить длину воздушного столба и столба ртути длину при горизонтальном положении трубки.

C) Измерить длину воздушного столба и столба ртути длину при вертикальном положении трубки.

D) Измерить длину воздушного столба.

E) Измерить длину столба ртути.

$$$ 30

Имеем 4 поздравительных открытки и 4 конверта с адресами. Какова вероятность того, что каждая из открыток попадет в свой конверт, если раскладывать открытки по конвертам, не глядя:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 31

На полке в случайном порядке расставлено 40 книг, среди которых находится 3-х томник А. С. Пушкина. Найти вероятность того, что эти тома стоят в порядке возрастания номера слева направо, но не обязательно рядом:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 32

Брошено 3 монеты. Предполагая, что события выпадения "орла" или "решки" равновероятны, найти вероятность того, что выпало не менее 2-х "решек":

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 33

Брошено 3 монеты. Предполагая, что события выпадения "орла" или "решки" равновероятны, найти вероятность того, что выпало не более 2-х "орлов":

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 34

Максвелловское распределение – это распределение молекул:

A) В пространстве.

B) По компонентам скорости.

C) По скоростям.*

D) По координатам.

E) По потенциальным энергиям.

$$$ 35

Гауссовское распределение – это распределение молекул:

A) По скоростям.

B) По компонентам скорости.*

C) По потенциальным энергиям.

D) По координатам.

E) По высотам.

$$$ 36

Больцмановское распределение – это распределение молекул:

A) Только по высотам.

B) Только по потенциальным энергиям в поле тяготения Земли.

C) По потенциальным энергиям в консервативном поле сил.*

D) По кинетическим энергиям.

E) По скоростям.

$$$ 37

Распределение Пуассона – это распределение молекул:

A) По компонентам скорости.

B) По скоростям.

C) По кинетическим энергиям.

D) По потенциальным энергиям в поле тяготения Земли.

E) В пространстве.*

$$$ 38

Максвелловское фазовое пространство для одной молекулы:

A) Одномерно.

B) 2-х мерн.

C) 3-х мерно.*

D) 6-мерно.

E) n-мерно.

$$$ 39

Максвелловско-больцмановское фазовое пространство для одной молекулы:

A) Одномерно.

B) 2-х мерно.

C) 3-х мерно.

D) 5-мерно.

E) 6-мерно.*

$$$ 40

Функция распределения определяется так:

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 41

Термодинамическая вероятность:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 42

Формула Больцмана ( - потенциальная энергия молекул в поле внешних сил):

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 43

Как изменится средний квадрат смещения броуновской частицы при увеличении температуры жидкости в два раза и уменьшении интервала времени между двумя последовательными моментами наблюдения частицы в 2 раза:

A) Увеличится в 2 раза.

B) Увеличится в 4 раза.

C) Увеличится в 16 раз.

D) Останется неизменным.*

E) Увеличится в 8 раз.

$$$ 44

Брошено 3 монеты. Предполагая, что события выпадения «орла» и «решки» равновероятны, найти вероятность того, что выпало не менее двух «орлов»:

A) 1/2.

B) 1/4.

C) 1/8.

D) 3/8.*

E) 7/8.

$$$ 45

Брошено 3 монеты. Предполагая, что события выпадения «орла» и «решки» равновероятны, найти вероятность того, что выпало не более двух «решек»:

A) 1/2.

B) 1/4.

C) 1/8.

D) 3/8.

E) 7/8.*

$$$ 46

Максвелловское распределение – это распределение молекул:

A) По потенциальным энергиям.

B) По кинетическим энергиям.*

C) В пространстве.

D) В поле тяготения Земли.

E) По высотам.

$$$ 47

Больцмановское распределение – это распределение, описывающее:

A) Молекулы.*

B) Электроны.

C) Фотоны.

D) Фононы.

E) Молекулы и электроны.

$$$ 48

К характерным газовым скоростям относятся:

A) Только средняя арифметическая.

B) Только средняя квадратичная.

C) Только наивероятнейшая.

D) Средняя арифметическая, средняя квадратичная и наивероятнейшая скорости.*

E) Характерная скорость не названа.

$$$ 49

Принципу Паули подчиняются:

A) Атомы.

B) Молекулы.

C) Электроны.*

D) Фотоны.

E) Фононы.

$$$ 50

Мерой изменения внутренней энергии идеального газа является:

A) Только количество теплоты.

B) Потенциальная энергия.

C) Только работа внешних сил.

D) Сумма потенциальной и кинетической энергии.

E) Количество теплоты и работа.*

$$$ 51

Внутренняя энергия идеального газа – это:

A) Сумма потенциальных энергий молекул.

B) Сумма потенциальных и кинетических энергий молекул.

C) Разность потенциальных и кинетических энергий молекул.

D) Сумма кинетических энергий молекул.*

E) Сумма потенциальных энергии во внешних полях.

$$$ 52

Первое начало термодинамики для изохорического процесса () выглядит так:

A) .

B) .

C) .

D) .*

E) .

$$$ 53

Первое начало термодинамики для изобарического процесса () выглядит так:

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 54

Первое начало термодинамики для изотермического процесса () выглядит так:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 55

При изохорическом процессе () работа идеального газа:

A) Положительна.

B) Отрицательна.

C) Может быть как положительной, так и отрицательной.

D) Равна нулю.*

E) Равна количеству теплоты.

$$$ 56

При изотермическом процессе () внутренняя энергия идеального газа:

A) Возрастает.

B) Убывает.

C) Может как возрастать, так и убывать.

D) Не меняется.*

E) Равна работе.

$$$ 57

Какое из следующих свойств не присуще идеальному газу:

A) Объемом молекул можно пренебречь.

B) Взаимодействием между молекулами на расстоянии можно пренебречь.

C) Соударения между молекулами можно считать упругими.

D) Кинетическая энергия хаотического движения молекул того же порядка, что и потенциальная энергия их взаимодействия.*

E) Объемом молекул взаимодействием между ними можно пренебречь.

$$$ 58

Первое начало термодинамики в дифференциальной форме:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 59

Для газа состоящего из одноатомных молекул равно:

A) 1,67.*

B) 1,4.

C) 1,33.

D) 1,5.

E) 1,2.

$$$ 60

Для газа состоящего из жестких 2-х атомных молекул равно:

A) 1,67.

B) 1,4.*

C) 1,33.

D) 1,5.

E) 1,2.

$$$ 61

Для газа состоящего из жестких многоатомных молекул (не менее 3-х) равно:

A) 1,67.

B) 1,4.

C) 1,33.*

D) 1,5.

E) 1,2.

$$$ 62

Молярные теплоёмкости идеального газа при “ ” и “ ” соотносятся так:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 63

Укажите правильное соотношение:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 64

Внутренняя энергия одного моля идеального газа:

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 65

Работа при изотермическом процессе:

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 66

Первое начало термодинамики для адиабатического процесса выглядит так:

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 67

Уравнение адиабатического процесса:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 68

Уравнение Пуассона:

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 69

Работа при адиабатическом процессе:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 70

Определение политропного процесса:

A) Политропный процесс – это процесс происходящий при изменении теплоемкости.

B) Политропный процесс – это процесс происходящий без теплообмена с окружающей средой.

C) Политропный процесс – это процесс происходящий при постоянной температуре.

D) Политропный процесс – это процесс происходящий при постоянном давлении.

E) Политропный процесс – это процесс происходящий при постоянной теплоемкости.*

$$$ 71

При некотором процессе, проведенном с идеальным газом, соотношение между объемом и температурой: . Как изменяется давление газа, если увеличить его объем в 2 раза:

A) Уменьшится в 2 раза.

B) Увеличится в 4 раза.

C) Уменьшится в 4 раза.

D) Увеличится в 8 раз.

E) Уменьшится в 8 раз.*

$$$ 72

При некотором процессе, проведенном с идеальным газом, соотношение между давлением и объемом: . Как изменится температура газа, если увеличить его объем в 2 раза:

A) Уменьшится в 2 раза.

B) Увеличится в 2 раза.

C) Уменьшится в 4 раза.*

D) Увеличится в 4 раза.

E) Не изменится.

$$$ 73

При постоянном давлении Па объем воздуха, находившегося в квартире, в результате нагревания увеличился на . Какую работу совершил воздух при расширении:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 74

Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при изотермическом расширении:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 75

Вычислите количество теплоты, полученное газом, если при увеличении внутренней энергии на 100 Дж газ совершил работу 300 Дж:

A) 0 Дж.

B) 100 Дж.

C) 200 Дж.

D) 300 Дж.

E) 400 Дж.*

$$$ 76

Каким выражением определяется внутренняя энергия идеального трехатомного газа при температуре , если масса газа , молекулярная масса :

A) .

B) .

C) .*

D) .

E) .

$$$ 77

Какое значение имеет молярная теплоемкость водорода при постоянном давлении:

A) .

B) .

C) .

D) .

E) Молярная теплоемкость водорода зависит от температуры.*

$$$ 78

Как изменится температура газа при его сжатии, если его состояние изменяется по закону ():

A) Увеличится.*

B) Уменьшится.

C) Не изменится.

D) Ответ не однозначен.

E) Зависит от начальных условий.

$$$ 79

Молярная теплоемкость газа равна нулю при:

A) Изохорическом процессе.

B) Изобарическом процессе.

C) Изотермическом процессе.

D) Адиабатическом процессе.*

E) Политропном процессе.

$$$ 80

Молярная теплоемкость газа стремится к бесконечности при:

A) Изохорическом процессе.

B) Изобарическом процессе.

C) Изотермическом процессе.*

D) Адиабатическом процессе.

E) Политропном процессе.

$$$ 81

При некотором процессе, проведенном с идеальным газом, соотношение между объемом и температурой: . Как изменяется давление газа, если увеличить его объем в 2 раза:

A) Уменьшится в 4 раза.*

B) Увеличится в 4 раза.

C) Уменьшится в 2 раза.

D) Увеличится в 2 раза.

E) Не изменится.

$$$ 82

При некотором процессе, проведенном с идеальным газом, соотношение между давлением и объемом: . Как изменится температура газа, если увеличить его объем в 3 раза:

A) Увеличится в 3 раза.

B) Уменьшится в 3 раза.*

C) Увеличится в 6 раз.

D) Уменьшится в 6 раз.

E) Не изменится.

$$$ 83

Идеальный газ сначала расширяется, затем сжимается и возвращается в исходное состояние. За цикл газ получил количество теплоты _, от нагревателя, отдал количество теплоты холодильнику и совершил работу . Как изменилась внутренняя энергия газа в результате этого процесса:

A) .

B) .

C) .

D) .

E) .*

$$$ 84

На рис. представлена диаграмма цикла, осуществленного над газом в процессе работы тепловой машины. Участки 1-4 и 2-3 адиабаты. Какие участки соответствуют процессу передачи тепла от нагревателя рабочему телу:

A) 1–2.*

B) 2–3.

C) 3–4.

D) 4–1.

E) 1–2 и 2–3.

$$$ 85

Укажите неверный ответ:

A) Тепловые машины работают по прямому циклу.

B) Тепловые машины работают по обратному циклу.*

C) Тепловые машины совершают работу.

D) Любая тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего вещества и холодильника.

E) Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно.

$$$ 86

При совершении кругового процесса (цикла):

A) .

B) .

C) .*

D) ; .

E) ; .

$$$ 87

Укажите неверную формулировку II начала термодинамики:

A) Тепловая машина не может работать без холодильника.

B) К. П. Д. тепловой машины не может быть равен 1.

C) Абсолютный нуль недостижим.

D) Невозможен самопроизвольный переход тепла от тела менее нагретого к более нагретому.

E) Тепловая машина работает по прямому циклу.*

$$$ 88

Оцените максимальный КПД, который может иметь идеальная тепловая машина с температурой нагревателя и температурой холодильника :

A) 73%.*

B) 97%.

C) 37%.

D) 100%.

E) 27%.

$$$ 89

Какая из названных величин не относится к термодинамическим параметрам:

A) Давление.

B) Объем.

C) Температура.

D) Энтропия.

E) Количество теплоты.*

$$$ 90

Какая из названных величин не относится к термодинамическим потенциалам:

A) Работа.*

B) Внутренняя энергия.

C) Свободная энергия.

D) Энтальпия.

E) Термодинамический потенциал Гиббса.

$$$ 91

Энтропия измеряется в:

A) .

B) .*

C) .

D) .

E) .

$$$ 92

Один моль идеального газа одноатомного газа изменяет свое состояние по циклу представленному на диаграмме Температура газа в точке 1 равна Чему равно количество теплоты, полученное от нагревателя за цикл:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 93

Один моль идеального газа двухатомного газа изменяет свое состояние по циклу представленному на диаграмме . Температура газа в точке 1 равна Чему равно количество теплоты, отданное холодильнику за цикл:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 94

Один моль идеального газа двухатомного газа изменяет свое состояние по циклу представленному на диаграмме . Температура газа в точке 1 равна Чему равно количество теплоты, полученное от нагревателя за цикл:

A) .*

B) .

C) .

D) .

E) .

$$$ 95

Процесс идет с убыванием внутренней энергии, если постоянны:

A) Давление и объем.

B) Объем и температура.

C) Температура и энтропия.

D) Энтропия и объем.*

E) Объем, температура и давление.

$$$ 96

Процесс в системе идет с уменьшением энтальпии, если постоянны:

A) Давление и объем.

B) Объем и температура.

C) Температура и энтропия.

D) Энтропия и давление.*

E) Объем, температура и давление.

$$$ 97

Процесс в системе идет с убыванием свободной энергии, если постоянны:

A) Давление и объем.

B) Объем и температура.*

C) Температура и энтропия.

D) Энтропия и давление.

E) Давление и температура.

$$$ 98

Процесс в системе идет с убыванием термодинамического потенциала Гиббса, если постоянны:

A) Давление и объем.

B) Температура т энтропия.

C) Давление и температура.*

D) Энтропия и давление.

E) Объем и температура.

$$$ 99

К. п. д тепловой машины ( – тепло получаемое рабочим веществом, – отдаваемое тепло, – механическая работа):

A) .

B) .

C) .

D) .*

E)