2. Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика 4 Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах. Теплоёмкость тела – величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для повышения температуры тела 1 Кельвин. Молярная (мольная) теплоёмкость – величина, численная равная количеству теплоты, необходимому для нагревания одного моля вещества на 1 Кельвин. Удельная теплоёмкость – величина, численная равная количеству теплоты, необходимому для нагревания единицы массы вещества на 1 Кельвин. Связь между теплоёмкостью тела, молярной и удельной теплоёмкостью: , . Молярные теплоёмкости: при постоянном объёме ; при постоянном давлении . Уравнение Майера: . Показатель адиабаты: . Внутренняя энергия одного моля идеального газа: . , – дифференциальная форма первого начала термодинамики. , – интегральная форма первого начала термодинамики. Первое начало термодинамики для идеального газа: . Первое начало термодинамики для изопроцессов (m=const, μ=const): изохорический (изохорный) процесс (при V=const ): – в дифференциальной форме; , – в интегральной форме. изобарический (изобарный) процесс (p=const ): – в дифференциальной форме; , – в интегральной форме; – работа газа; , – изменение внутренней энергии газа. изотермический процесс (Т=const ): – в дифференциальной форме; – в интегральной форме; – изменение внутренней энергии газа; – работа газа. адиабатический (адиабатный) процесс ( ), уравнение адиабаты : – в дифференциальной форме; – в интегральной форме , , – работа газа. 4.4.1-1 Молярные теплоемкости гелия в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет … | 1:  2:  3: * 4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна , при изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i–число степеней свободы гелия равно 3, т.к. одноатомный газ.  Ответ: 3 4.4.1-2 Молярные теплоемкости гелия в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет… | 1: * 2:  3:  4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна , при изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i–число степеней свободы гелия равно 3, т.к. одноатомный газ.  Ответ: 1 4.4.1-3 Молярные теплоемкости молекулярного водорода (при условии, что связь атомов в молекуле - жесткая) в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет… | 1: * 2:  3:  4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна , при изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i–число степеней свободы молекулярного водорода с жёсткой связью равно 5, т.к. двухатомный газ.  Ответ: 1 4.4.1-4 Молярные теплоемкости молекулярного водорода (при условии, что связь атомов в молекуле - жесткая) в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет… | 1: * 2:  3:  4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна , при изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i–число степеней свободы молекулярного водорода с жёсткой связью равно 5, т.к. двухатомный газ.  Ответ: 1 4.4.1-5 Молярные теплоемкости двухатомного газа (при условии, что связь атомов в молекуле - упругая) в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет… | 1: * 2:  3:  4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна . При изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i – число степеней свободы двухатомного газа (при условии, что связь атомов – упругая) равно 7. Двухатомная нежесткая молекула имеет одну колебательную, две вращательные и три поступательные степени свободы, а , где , и – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. . Ответ: 1 4.4.1-6 Молярные теплоемкости двухатомного газа (при условии, что связь атомов в молекуле - упругая) в процессах 1-2 и 1-3 равны С1 и С2 соответственно.
 Тогда составляет… | 1: * 2:  3:  4:  | При изохорном процессе (V – const), на графике 1-2, молярная теплоемкость равна . При изобарном процессе (P – const), на графике 1-3, молярная теплоемкость равна , где i – число степеней свободы двухатомного газа (при условии, что связь атомов – упругая) равно 7. Двухатомная нежесткая молекула имеет одну колебательную, две вращательные и три поступательные степени свободы, а , где , и – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. . Ответ: 1 4.4.2-1 Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T0, p0, V0, где Т – термодинамическая температура, p – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния в состояние . При этом его внутренняя энергия… | 1: уменьшилась 2: не изменилась 3: увеличилась* | Изменение внутренней энергии идеального газа вычисляется по формуле: . Ответ: 3 4.4.2-2 Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T0, p0, V0, где Т – термодинамическая температура, p – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния в состояние . При этом его внутренняя энергия… | 1: уменьшилась* 2: увеличилась 3: не изменилась | Изменение внутренняя энергия идеального газа вычисляется по формуле: . Ответ: 1 4.4.2-3 Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T0, p0, V0, где Т – термодинамическая температура, p – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния в состояние . При этом его внутренняя энергия… | 1: не изменилась* 2: увеличилась 3: уменьшилась | Изменение внутренней энергии идеального газа вычисляется по формуле: . Ответ: 1 4.4.2-4 Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T0, p0, V0, где Т – термодинамическая температура, p – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния в состояние . При этом его внутренняя энергия… | 1: увеличилась* 2: уменьшилась 3: не изменилась | Изменение внутренней энергии идеального газа вычисляется по формуле: . Ответ: 1 4.4.2-5 Состояние идеального газа определяется значениями параметров: T0, p0, V0, где Т – термодинамическая температура, p – давление, V – объем газа. Определенное количество газа перевели из состояния в состояние . При этом его внутренняя энергия… | 1: уменьшилась* 2: увеличилась 3: не изменилась | Изменение внутренней энергии идеального газа вычисляется по формуле: . Ответ: 1 4.4.3-1 Среди приведённых формул к изотермическому процессу имеют отношение | 1. * 2.  3.  4.  5. * | – адиабатный процесс; – изобарный процесс; – адиабатный процесс. Ответы: 1 и 5 4.4.4-1 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для адиабатного расширения газа справедливы соотношения… | 1:  2:  3:  4: * | Адиабатное расширение характеризуется: Q=0, V2>V1, T21. . Ответ: 4 4.4.4-2 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для адиабатного сжатия газа справедливы соотношения… | 1: * 2:  3:  4:  | Адиабатное сжатие характеризуется: Q=0, V21, , . Ответ: 1 4.4.4-3 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для адиабатного сжатия газа справедливы соотношения… | 1: * 2:  3:  4:  | Изохорное охлаждение характеризуется: V=const, A=0, Q<0, . Ответ: 1 4.4.4-4 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изохорного охлаждения газа справедливы соотношения… | 1: * 2:  3:  4:  | Изохорное охлаждение характеризуется: V=const, A=0, Q<0, . Ответ: 1 4.4.4-5 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изобарного охлаждения газа справедливы соотношения… | 1: * 2:  3:  4:  | A<0, Q<0; ΔU= A – Q; ΔU<0. Внутренняя энергия уменьшается за счёт того, что над газом совершается работа и газ отдаёт тепло окружающей среде. Ответ: 1 4.4.4-6 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изотермического сжатия газа справедливы соотношения… | 1: * 2:  3:  4:  | A<0, Q<0; А = – Q; ΔU=0. При совершении работы внешними силами газ отдаёт тепло окружающей среде. Ответ: 1 4.4.4-7 Если – изменение внутренней энергии идеального газа, А – работа газа, Q – количество теплоты, сообщаемое газу, то для изобарного нагревания газа справедливы соотношения… | 1: * 2: 3: 4: | Подводимое к газу тепло идёт на увеличение его внутренней энергии и на совершение газом работы. Ответ: 1 4.4.5-1  Правильный ответ 3 4.4.5-2  4.4.6-1  4.4.7-1
 | 1* | 1/2 | 2 | 2 | 3 | -1/2 | 4 | -2 | 4.4.8-1
 | 1* | адиабатическом процессе | 2 | изотермическом процессе | 3 | изобарном процессе | 4 | изохорном процессе | 4.4.9-1
 | 1* | 0,6 | 2 | 0,4 | 3 | 0,25 | 4 | 0,75 | |