Фізика 10 клас. Тема: Термодинаміка
Мета цього тесту — перевірити, чи вміє учень:
¾ знаходити роботу, виконану газом, за допомогою розрахунків та використовуючи графіки;
¾ знаходити внутрішню енергію ідеального газу;
¾ розв’язувати якісні і розрахункові задачі з використанням першого закону термодинаміки;
¾ застосовувати перший закон термодинаміки до аналізу різних процесів (ізопроцеси й адіабатний процес);
¾ знаходити ККД теплових машин.
Варіант 1
Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.
1. Який з наведених на рисунку графіків виражає залежність тиску насиченої пари від температури? Виберіть правильну відповідь. –А. Графік 1. –Б. Графік 2. +В. Графік 3. –Г. Графік 4. |
2. Виберіть правильне твердження щодо кипіння води у відкритій посудині при підвищенні атмосферного тиску.
+А. Температура кипіння підвищується.
–Б. Температура кипіння знижується.
–В. Температура кипіння залишається незмінною.
–Г. Кипіння стає неможливим.
3. У яких з перерахованих нижче випадках відбувається зміна внутрішньої енергії тіла? Виберіть правильну відповідь.
–А. При зміні потенційної енергії тіла.
–Б. При зміні швидкості тіла.
+В. При здійсненні теплопередачі тілу без виконання роботи.
–Г. При зміні кінетичної енергії тіла.
4. При зануренні в рідину капілярної скляної трубки рівень рідини в ній піднявся на 8 мм. Чому буде дорівнювати висота підйому в цьому капілярі рідини, яка також змочує скло, має таку ж густину, але в 2 рази більше значення коефіцієнта поверхневого натягу? Позначте, які з наступних чотирьох відповідей правильні, а які — неправильні.
+А. Більше 8 мм.
–Б. Менше 8 мм.
+В. 16 мм.
–Г. 32 мм.
5. Перехід газу зі стану B до стану C відбувається в процесах 1, 2, 3 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень щодо роботи газу правильні, а які — неправильні. +А. А1 > A2. +Б. A1 > A3. +В. A2 > A3. –Г. A1 = A3. |
6. На рисунку зображено графік деякого процесу, здійсненого з даною масою ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Робота газу Аг > 0. –Б. Температура газу не змінювалася. –В. Газ одержав деяку кількість теплоти. –Г. Внутрішня енергія газу збільшилася. |
7. Відносна вологість повітря при 20 °С дорівнює 60%. Температура повітря знизилася до 5 °С. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. Відносна вологість при зменшенні температури зменшується.
+Б. При відносній вологості 100 % і температурі 20 °С абсолютна вологість більше 15 г/м3.
–В. При температурі 20 °С и вологості 60 % у 1 м3 повітря міститься менше 8 г водяної пари.
+Г. При охолодженні до 5 °С з одного кубічного метра повітря випаде більше 3 г роси.
8. На рисунку показано кілька способів зміни стану ідеального газу даної маси. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. У процесі 1 робота газу є додатною. –Б. У процесі 2 робота газу дорівнює нулю. –В. У процесі 3 робота газу є від’ємною. +Г. У процесі 2 газ віддавав деяку кількість теплоти. |
9. Моль ідеального газу переводять зі стану 1 до стану 2, охолоджуючи при постійному об’ємі, а потім переводять при постійному тиску зі стану 2 до стану 3 з початковою температурою (див. рисунок). У результаті газ виконав роботу, яка чисельно дорівнює 0,5RT, де T — початкова температура. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. У процесі 1-2 газ одержує деяку кількість теплоти. |
–Б. Внутрішня енергія газу при переході зі стану 1 до стану 3 збільшується.
–В. У процесі 2-3 газ віддає деяку кількість теплоти.
–Г. Початковий тиск у 2 рази більший кінцевого.
11. У калориметр, що містить 1,5 кг води при температурі 20 °С, поклали 1 кг льоду, який має температуру –10 °С. Нехтуючи теплоємністю калориметра, позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки вода.
+Б. У кінцевому стані в калориметрі буде суміш води з льодом.
–В. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки лід.
–Г. У калориметрі встановиться температура вище +5 °С.
12. Для того, щоб отримати з льоду масою 50 кг пару при температурі 100 °С, в установці з ККД 25% спалюють деяку масу вугілля. Температура льоду –5 °С, питома теплота згоряння вугілля 27 МДж/кг. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
+А. Щоб нагріти та розплавити лід, треба затратити кількість теплоти, більшу 16 МДж.
+Б. Щоб всю воду, яка утворилася при плавленні льоду, нагріти та перетворити на пару, треба затратити кількість теплоти, меншу 1,5 × 108 Дж.
+В. Щоб перетворити весь лід на пару, необхідно спалити більше 20 кг вугілля.
–Г. При згорянні вугілля в установці виділиться кількість теплоти, більша 8 × 108 Дж.
Варіант 2
Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.
1. Яку величину вимірюють за допомогою психрометра? Виберіть правильну відповідь.
–А. Абсолютну вологість.
+Б. Відносну вологість.
–В. Атмосферний тиск.
–Г. Температуру.
2. Яка з перерахованих властивостей характерна тільки для кристалічних тіл? Виберіть правильну відповідь.
+А. Існування визначеної температури плавлення.
–Б. Ізотропність.
–В. Відсутність визначеної температури плавлення.
–Г. Низька теплопровідність.
3. З газом виконують зазначені нижче процеси. При яких процесах робота газу дорівнює нулю? Виберіть правильну відповідь.
+А. При ізохорному нагріванні.
–Б. При ізотермічному розширенні.
–В. При ізобарному охолодженні.
–Г. При ізотермічному стисненні.
4. Відносна вологість повітря в кімнаті дорівнює 60%. При цьому показання сухого термометра T1, а показання вологого — T2. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. T1 < T2.
+Б. T1 > T2.
–В. T1 = T2.
–Г. T1 = 0,6T2.
5. Перехід газу зі стану B до стану C відбувається в процесах 1, 2, 3 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень щодо роботи газу правильні, а які — неправильні. –А. А1 > A2. –Б. A1 > A3. –В. A2 < A3. –Г. А1 = A2. |
7. У двох капілярних трубках однакового радіуса знаходяться вода та спирт. Одна з цих рідин піднялася на 1 см вище, ніж інша. Коефіцієнт поверхневого натягу спирту 22 мН/м, води — 73 мН/м. Густина спирту 800 кг/м3. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
+А. Вода піднялася вище, ніж спирт.
–Б. Спирт піднявся вище, ніж вода.
+В. Радіус трубки менше 1,5 мм.
–Г. Якщо радіус трубки зменшити, різниця рівнів рідини зменшиться.
8. На рисунку показано залежність тиску даної маси ідеального газу від температури. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. У процесі 1-2 газ одержує деяку кількість теплоти. |
+Б. У процесі 2-3 газ одержує деяку кількість теплоти.
+В. У процесі 3-1 газ віддає деяку кількість теплоти.
–Г. У процесі 1-2 робота газу є додатною.
9. Моль ідеального одноатомного газу переводять з початкового стану 1 до кінцевого 4, як показано на рисунку. Різниця кінцевої і початкової температур 100 К. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Зміна внутрішньої енергії при переході зі стану 1 до стану 4 менше 1 кДж. |
–Б. Робота газу в процесі 1-2 більша роботи газу в процесі 3-4.
+В. Робота газу в процесі 2-3 є від’ємною.
+Г. У процесі 2-3 газ віддає деяку кількість теплоти.
10. Теплова машина, робочим тілом якої є 1 моль ідеального одноатомного газу, виконує цикл, зображений на рисунку. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. У процесі 1-2 температура газу збільшується. |
–Б. У процесі 2-3 газ одержує деяку кількість теплоти.
–В. У процесі 3-1 робота газу є додатною.
+Г. В даному випадку ККД циклу можна обчислити, використовуючи формулу , де Aг — робота, виконана газом за весь цикл.
11. У калориметр, що містить 500 г води при температурі 20 °С, впустили 100 г водяної пари, яка має температуру 100 °С. Нехтуючи теплоємністю калориметра, позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки вода.
+Б. У кінцевому стані в калориметрі будуть вода і пара.
+В. У калориметрі встановиться температура вище 78 °С.
–Г. У кінцевому стані маса води в калориметрі буде більше 550 г.
12. Для того, щоб одержати 200 кг льоду, який взяли при температурі –10 °С, воду при температурі 20 °С, треба спалити в печі 18 кг деякого палива. ККД печі 40%. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. Щоб нагріти і розплавити лід, треба затратити кількість теплоти, меншу 60 МДж.
+Б. Щоб всю воду, яка утворилася при плавлені льоду, нагріти
до 20 °С, треба затратити кількість теплоти, більшу 16 МДж.
+В. Питома теплота згоряння палива більше 10 МДж/кг.
+Г. При згорянні дров виділяється кількість теплоти, менше 90 Мдж.
Варіант 3
Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.
1. У циліндрі, герметично закритому поршнем, знаходиться вода і насичена водяна пара. Як змінюється тиск у циліндрі при переміщенні поршня, якщо температура підтримується постійною? Виберіть правильну відповідь.
–А. При збільшенні об’єму тиск збільшиться.
–Б. При збільшенні об’єму тиск зменшиться.
+В. При збільшенні об’єму тиск залишиться незмінним.
–Г. При зменшенні об’єму тиск збільшиться.
2. Температура кипіння води у відкритій посудині дорівнює 98 °С. Якою причиною це може бути викликано? Виберіть правильну відповідь.
–А. Атмосферний тиск вище нормального.
+Б. Атмосферний тиск нижче нормального.
–В. Нагрівання води було дуже швидким.
–Г. Нагрівання води було дуже повільним.
3. Газ адіабатно стискують. Виберіть правильне твердження.
+А. Тиск газу збільшується.
–Б. Температура газу зменшується.
–В. Газ віддає деяку кількість теплоти.
–Г. Внутрішня енергія газу збільшується.
4. При зануренні в першу рідину капілярної скляної трубки рівень рідини в ній піднявся на 4 мм над рівнем рідини в посудині. На скільки підніметься в цій же трубці друга рідина, у якої такий же коефіцієнт поверхневого натягу, як і в першої, але в два рази більша густина? Позначте, які з наступних чотирьох відповідей правильні, а які — неправильні.
–А. На 8 мм.
+Б. Менше, ніж на 4 мм.
+В. Більше, ніж на 1 мм.
–Г. На 16 мм.
5. Перехід газу зі стану В до стану С можна здійснити різними способами: 1, 2, 3 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень щодо роботи газу правильні, а які — неправильні. –А. А1 > A2. +Б. A1 > A3. +В. A2 > A3. –Г. A2 = A3 . |
6. На рисунку зображено графік деякого процесу, здійсненого з даною масою ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Перехід газу зі стану 1 до стану 2 супроводжується підвищенням температури. –Б. При переході газу зі стану 1 до стану 2 внутрішня енергія газу збільшується. |
–В. Робота газу при переході зі стану 1 до стану 2 є додатною.
–Г. При переході газу зі стану 1 до стану 2 газ одержує деяку кількість теплоти.
7. Температура повітря ввечері 18 °С, а його відносна вологість 65%. Вночі температура понизилася до 4 °С. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
+А. Густина водяної пари в повітрі при температурі 18 °С
дорівнює 10 г/м3.
–Б. Густина водяної пари в повітрі при температурі 4 °С
менше 5 г/м3.
+В. При зниженні температури в 1 м3 вологого повітря
скондесувалося більше 3 г пари.
–Г. Відносна вологість повітря при зниженні температури
зменшується.
8. На рисунку показано кілька способів зміни стану даної маси ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. У процесі 1 робота газу позитивна. +Б. У процесі 2 газ віддає деяку кількість теплоти. –В. У процесі 3 робота газу є від’ємною. +Г. У процесі 1 газ одержує деяку кількість теплоти. |
9. Деяка кількість газу займала об’єм 0,01 м3 і знаходилась під тиском 0,1 МПа при температурі 300 К. Потім газ був нагрітий без зміни об’єму до температури 320 К, а після цього нагрітий при постійному тиску до температури 350 К. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Робота газу в процесі 1-2 більше нуля. |
+Б. Тиск газу р2 більше 0,1 МПа.
+В. Об’єм газу V3 більше 0,01 м3.
+Г. Робота газу при переході з початкового стану до кінцевого менше 150 Дж.
10. Один моль одноатомного ідеального газу змінює свій стан за циклом, представленим на діаграмі p, V. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. У процесі 1-2 газ віддавав деяку кількість теплоти . |
–Б. У процесі 3-4 газ одержував деяку кількість теплоти .
–В. Робота газу, виконана за цикл, дорівнює .
–Г. В даному випадку ККД циклу можна обчислити, використовуючи формулу , де Aг — робота, виконана газом за весь цикл.
11. У калориметр, що містить 1 кг води при температурі 20 °С, поклали 0,1 кг льоду, що має температуру –15 °С. Нехтуючи теплоємністю калориметра, позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. У кінцевому стані в калориметрі буде суміш води з льодом.
–Б. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки лід.
+В. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки вода.
+Г. У калориметрі встановиться температура вище 8 °С.
12. Щоб одержати воду з 100 кг льоду, узятого при температурі –15 °С, 3 кг природного газу спалюють у печі з ККД 40%. Питома теплота згоряння газу 44 МДж/кг. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
+А. При повному згорянні газу виділяється кількість теплоти
більше 108 Дж.
–Б. Щоб нагріти і розплавити лід, треба затратити кількість теплоти менше 30 МДж.
+В. На нагрівання води, що утворилася при плавленні льоду,
витрачена кількість теплоти, більше 15 МДж.
–Г. Вода нагріється до температури вище 52 °С.
Варіант 4
Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.
1. Яку величину виміряють за допомогою барометра? Виберіть правильну відповідь.
–А. Відносну вологість.
–Б. Абсолютну вологість.
–В. Температуру.
+Г. Атмосферний тиск.
2. Яка з перерахованих властивостей характерна тільки для аморфних тіл? Виберіть правильну відповідь.
–А. Анізотропність.
–Б. Існування визначеної температури плавлення.
+В. Відсутність визначеної температури плавлення.
–Г. Висока теплопровідність.
3. Газ ізотермічно розширюється. Виберіть правильне твердження.
–А. Внутрішня енергія газу збільшується.
–Б. Тиск газу збільшується.
–В. Робота газу негативна.
+Г. Газ одержує деяку кількість теплоти.
4. Відносна вологість повітря в кімнаті дорівнює 100 %. При цьому показання сухого термометра T1, а показання вологого — T2. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. T1 > T2.
–Б. T1 < T2.
+В. T1 = T2.
+Г. При зменшенні вологості показання обох термометрів зміняться.
5. Перехід газу зі стану В до стану С можна здійснити в процесах 1, 2, 3 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень щодо роботи газу правильні, а які — неправильні. –А. А2 > A1. +Б. A2 > A3. –В. A1 = A3. –Г. A1 < A3. |
6. Газ можна перевести зі стану 1 до стану 2 у два способи (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Зміна внутрішньої енергії при переході а більша, ніж при переході б. +Б. Робота газу при переході а більша, ніж при переході б. |
–В. Кількість теплоти, що передається газу, в обох переходах однакова.
+Г. Зміна внутрішньої енергії газу при обох переходах однакова.
7. Спирт піднявся в капілярній трубці на 1,2 см. Коефіцієнт поверхневого натягу спирту 22 мН/м, густина спирту 800 кг/м3. Приймаючи коефіцієнт поверхневого натягу води рівним 73 мН/м, позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
+А. Радіус капілярної трубки менше 0,8 мм.
–Б. Вода в цій же трубці підніметься на 1 см вище, ніж спирт.
–В. Вода в цій же трубці підніметься на висоту, меншу 0,5 см.
–Г. Якщо радіус трубки зменшити в 2 рази, висота підняття рідини зменшиться в 2 рази.
8. На рисунку показано замкнутий цикл, здійснений з даною масою ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. У процесі 1-2 газ віддавав деяку кількість теплоти. +Б. У процесі 2-3 робота газу є додатною. +В. У процесі 3-4 газ віддавав деяку кількість теплоти. +Г. У процесі 4-1 робота газу є від’ємною. |
9. Моль ідеального одноатомного газу здійснює цикл, що складається з трьох процесів: адіабатного розширення 1-2, ізотермічного стиснення 2-3 і ізохорного нагрівання 3-1. У процесі ізохорного нагрівання газу передано кількість теплоти, що дорівнює 10 кДж. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. Для всього циклу зміна внутрішньої енергії дорівнює нулю. |
–Б. У процесі 1-2 газ віддає деяку кількість теплоти.
–В. Робота газу на ділянці 3-1 є додатною.
–Г. При адіабатному процесі робота газу менше 10 кДж.
10. Робочим тілом теплової машини, графік циклу якої показано на рисунку, є 1 моль ідеального одноатомного газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. |
+Б. У процесі 1-2 газ одержує деяку кількість теплоти.
–В. Робота газу в процесі 1-2 дорівнює .
–Г. У даному випадку ККД циклу можна обчислити, використовуючи формулу , де Aг — робота, виконана газом за весь цикл.
11. У калориметр, що містить 1 кг води при температурі 20 °С, впустили 100 г водяної пари, яка має температуру 100 °С. Нехтуючи теплоємністю калориметра, позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. У кінцевому стані в калориметрі будуть вода і пара.
–Б. Маса води в калориметрі стане більшою 1,05 кг.
+В. У кінцевому стані в калориметрі буде тільки вода.
–Г. У калориметрі встановиться температура вище 90 °С.
12. Щоб одержати з 50 кг льоду, воду при температурі 60 °С, треба спалити в печі 2,3 кг бензину. ККД печі 30%. Питома теплота згоряння бензину 44 МДж/кг. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.
–А. Щоб всю воду, яка утворилася при плавленні льоду, нагріти до 60 °С, треба затратити кількість теплоти, меншу 11 МДж.
+Б. При повному згорянні бензину виділиться кількість теплоти, більше 92 МДж.
+В. Щоб нагріти і розплавити лід, треба затратити кількість теплоти, меншу 20 МДж.
–Г. Початкова температура льоду нижче –15 °С.