Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» Кафедра «Физика» Т. Ф. Миронова, Е. В. Дырнаева, Т. В. Миронова ФИЗИКА Методические рекомендации для выполнения тестовых заданий и задач Часть 2 Кинель РИЦ СГСХА 2014 УДК 53(075) ББК 22.3 М-64 Миронова, Т. <...> М-64 Физика : методические рекомендации для выполнения тестовых заданий и задач / Т. Ф. Миронова, Е. В. Дырнаева, Т. В. Миронова. <...> Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых заданий и задач по молекулярной физике и термодинамике; предназначено для самостоятельной работы студентов-бакалавров высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 110800.62 – «Агроинженерия», 190600.62 – «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 051000.62 – «Профессиональное обучение». <...> Предлагаемый сборник тестовых заданий разработан согласно требованиям Федерального Государственного образовательного стандарта третьего поколения высшего профессионального образования для студентов-бакалавров очного отделения инженерного факультета и соответствует программе курса общей физики. <...> Методические рекомендации содержат тестовые задания и задачи по теме «Молекулярная физика и термодинамика». <...> ТЕРМОДИНАМИКА Основные формулы газа): pV M RTm , где R=8,31Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная; M m – число молей, содержащихся в данной массе т газа; М – молярная масса газа; р – давление газа; V – объем газа; T – температура газа по абсолютной термодинамической шкале. <...> Давление р смеси различных газов (по закону Дальтона) определяется суммой парциальных давлений pi газов, составляющих смесь: p p p p3 1 2 p 3 2 pn . n W n mV 0 0 3 2 0 2 i n i 1 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов: 2 , где р – давление газа; п0 – концентрация газа, то есть число <...>
Физика._Ч.2._Методические__рекомендации__для__выполнения_тестовых_заданий_и_задач.pdf
Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Самарская государственная
сельскохозяйственная академия»
Кафедра «Физика»
Т. Ф. Миронова, Е. В. Дырнаева, Т. В. Миронова
ФИЗИКА
Методические рекомендации
для выполнения тестовых заданий и задач
Часть 2
Кинель
РИЦ СГСХА
2014
Стр.1
УДК 53(075)
ББК 22.3
М-64
Миронова, Т. Ф.
М-64 Физика : методические рекомендации для выполнения тестовых заданий
и задач / Т. Ф. Миронова, Е. В. Дырнаева, Т. В. Миронова. – Кинель :
РИЦ СГСХА, 2014. – 61 с.
Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых
заданий и задач по молекулярной физике и термодинамике; предназначено для самостоятельной
работы студентов-бакалавров высших учебных заведений, обучающихся
по направлениям 110800.62 – «Агроинженерия», 190600.62 – «Эксплуатация транспортно-технологических
машин и комплексов», 051000.62 – «Профессиональное
обучение».
© ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, 2014
© Миронова Т. Ф., Дырнаева Е. В., Миронова Т. В., 2014
2
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью изучения физики является формирование у студентов общекультурных
компетенций при овладении фундаментальными понятиями, законами
и теориями классической и современной физики, методами физического исследования;
формирование научного мировоззрения и физического мышления;
формирование профессиональных компетенций при решении инженерных задач
с использованием основных законов механики, термодинамики.
Изучение курса общей физики заключается не только в освоении теоретического
материала, но и в приобретении навыков в решении задач и выполнении
лабораторных работ. Одной из современных форм промежуточного
и итогового контроля знаний является компьютерное тестирование, для подготовки
к которому не обязательно использовать только компьютер и электронные
тестовые задания, но и распечатанные сборники тестов различного типа
и уровня.
Предлагаемый сборник тестовых заданий разработан согласно требованиям
Федерального Государственного образовательного стандарта третьего
поколения высшего профессионального образования для студентов-бакалавров
очного отделения инженерного факультета и соответствует программе курса
общей физики. Кроме того, в нем представлены основные законы, формулы
и определения, а также словарь терминов.
Методические рекомендации содержат тестовые задания и задачи по теме
«Молекулярная физика и термодинамика». Цель издания – помочь студентам,
изучающим курс общей физики, подготовиться к промежуточному и итоговому
компьютерному тестированию.
Коллектив авторов выражает искреннюю благодарность рецензентам
и коллегам за ценные замечания и помощь в создании данного издания.
3
Стр.3
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА
Основные формулы
газа):
pV M RTm
,
где R=8,31Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная; M
m
– число молей,
содержащихся в данной массе т газа; М – молярная масса газа; р – давление
газа; V – объем газа; T – температура газа по абсолютной термодинамической
шкале.
Давление р смеси различных газов (по закону Дальтона) определяется
суммой парциальных давлений pi газов, составляющих смесь:
p p p p3
1
2
p
3
2
pn
...
n W n mV
0 0
3
2
0
2
i n
i
1
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов:
2
,
где р – давление газа; п0 – концентрация газа, то есть число молекул, содержащихся
в единице объема; W0 – средняя кинетическая энергия поступательного
движения молекул; т – масса молекулы газа; V – средняя квадратичная скорость
молекул.
Зависимость давления газа от температуры определяется выражением
,
p n0kT
где
k R
N
A
1,38 10
Дж
К
23
– постоянная Больцмана; NA
р – давление газа, Т – абсолютная температура газа.
4
Средняя квадратичная скорость молекул газа
– постоянная Авогадро;
pi .
Уравнение Клапейрона – Менделеева (уравнение состояния идеального
Стр.4
V
где m – масса молекулы.
3RT
M
3 ,
m
kT
Наиболее вероятная скорость молекул
M .
VB
RT
Средняя арифметическая скорость молекул
8 .M
V
ния) одной молекулы газа
W 2 ,kTi
где i – число степеней свободы молекулы газа.
Внутренняя энергия газа (энергия теплового движения его молекул)
W M 2 ,RTim
где m – масса газа.
• Связь между молярной С и удельной с теплоемкостями:
С Мс .
Молярная теплоемкость при постоянном объеме
C i R
V 2 .
Молярная теплоемкость при постоянном давлении
C i R
P 2
2
Средняя длина свободного пробега молекул газа
,
1
2 d n
2
где d – эффективный диаметр молекулы; n – число молекул в единице объема.
фузии, определяется уравнением
5
Масса газа ΔΜ, переносимая за время Δt через площадку ΔS путем дифRT
Средняя
кинетическая энергия (поступательного и вращательного движе
Стр.5
x S t,
M D p
где
x
p градиент плотности;
D
Сила внутреннего трения:
F
где x
V
– градиент скорости течения газа;
него трения (вязкость);
x S,
V
3 V
1
– коэффициент внутрен–
плотность газа; V – скорость течения газа.
Количество теплоты Q , переносимое за время t через площадку S
в результате теплопроводности, выражается соотношением
x S t,
Q x T
где
v
x
T градиент температуры;
x
3
1
V cV – коэффициент теплопроводно
сти;
C – удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости
l
F
,
где F – сила поверхностного натяжения, действующая на контур длиной l.
определяется формулой Лапласа:
RR
p
1
1
1 ,
2
где R1 и R2 – радиусы кривизны двух нормальных взаимно перпендикулярных
сечений поверхности жидкости.
Высота h поднятия (опускания) жидкости в капилляре определяется формулой
Жюрена:
h 2 cos
r g
6
,
Избыточное давление p , вызванное кривизной поверхности жидкости,
3
1
V – коэффициент диффузии.
Стр.6