Відеокурс «Отримай п'ятірку» включає всі теми, необхідні для успішної здачі ЄДІз математики на 60-65 балів. Повністю всі завдання 1-13 профільного ЄДІпо математиці. Підходить також для здачі Базового ЄДІ з математики. Якщо ви хочете здати ЄДІ на 90-100 балів, вам треба вирішувати частину 1 за 30 хвилин і без помилок!

Курс підготовки до ЄДІ для 10-11 класу, а також для викладачів. Все необхідне, щоб вирішити частину 1 ЄДІ з математики (перші 12 завдань) і завдання 13 (тригонометрія). А це понад 70 балів на ЄДІ, і без них не обійтися ні стобалльніку, ні гуманітарію.

Вся необхідна теорія. Швидкі способирішення, пастки і секрети ЄДІ. Розібрані всі актуальні завдання частини 1 з Банку завдань ФІПІ. Курс повністю відповідає вимогам ЄДІ-2018.

Курс містить 5 великих тим, за 2,5 години кожна. Кожна тема дається з нуля, просто і зрозуміло.

Сотні завдань ЄДІ. Текстові завдання і теорія ймовірностей. Прості і легко запам'ятовуються алгоритми вирішення задач. Геометрія. Теорія, довідковий матеріал, розбір всіх типів завдань ЄДІ. Стереометрія. Хитрі прийоми рішення, корисні шпаргалки, розвиток просторової уяви. Тригонометрія з нуля - до завдання 13. Розуміння замість зубріння. Наочне пояснення складних понять. Алгебра. Коріння, ступеня і логарифми, функція і похідна. База для вирішення складних завдань 2 частини ЄДІ.

Продовжуємо розбирати завдання з першої частини ЄДІ з фізики, присвячені темі «Молекулярна фізика і термодинаміка». Як зазвичай всі рішення забезпечені докладними коментарями від репетитора з фізики. Також присутній відеоразбор всіх запропонованих завдань. В кінці статті можна знайти посилання на розбори інших завдань з ЄДІ з фізики.

Під термодинамічним рівновагою розуміється стан системи, при якому її макроскопічні параметри не змінюються з плином часу. Такий стан буде досягнуто, коли температури азоту і кисню в посудині вирівняються. Всі інші параметри будуть залежати від маси кожного з газів і в загальному випадку не будуть однакові, навіть при настанні термодинамічної рівноваги. Правильна відповідь: 1.

При изобарном процесі обсяг Vі температура T

Отже, залежність Vвід Tповинна бути прямо пропорційною, при цьому, якщо температура зменшується, то і обсяг повинен зменшуватися. Підходить графік 4.

ККД теплового двигуна визначається за формулою:

тут A- досконала за цикл робота, Q 1 - кількість теплоти, отримане робочим тілом за цикл від нагрівача. Розрахунки дають наступний результат: кДж.

11. При дослідженні ізопроцессов використовувався закриту посудину змінного обсягу, заповнений повітрям і з'єднаний з манометром. Обсяг судини повільно збільшують, зберігаючи тиск повітря в ньому постійним. Як змінюються при цьому температура повітря в посудині і його щільність? Для кожної величини визначте відповідний характер її зміни: 1) збільшиться 2) зменшиться 3) не зміниться Запишіть в таблицю обрані цифри для кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.

Процес ізобарний. При изобарном процесі обсяг Vі температура Tідеального газу пов'язані співвідношенням:

Отже, залежність Vвід Tпрямо пропорційна, тобто при збільшенні обсягу, збільшується і температура.

Щільність речовини пов'язана з масою mі об'ємом Vспіввідношенням:

Отже, при постійній масі mзалежність ρ від Vобернено пропорційна, тобто, якщо обсяг збільшується, то щільність зменшується.

Правильна відповідь: 12.

12. На малюнку зображена діаграма чотирьох послідовних змін стану 2 моль ідеального газу. В якому процесі робота газу має позитивне значення і мінімальна за величиною, а в якому робота зовнішніх сил позитивна і мінімальна за величиною? Установіть відповідність між цими процесами і номерами процесів на діаграмі. До кожної позиції першого стовпця підберіть відповідну позицію з другого стовпця і запишіть в таблицю обрані цифри під відповідними буквами.

Робота газу чисельно дорівнює площі під графіком газового процесу в координатах. За знаком вона позитивна в процесі, що відбувається зі збільшенням обсягу, і негативна в зворотному випадку. Робота зовнішніх сил, в свою чергу, дорівнює по модулю і протилежна за знаком роботі газу в цьому ж процесі.

Тобто робота газу позитивна в процесах 1 і 2. При цьому в процесі 2 вона менше, ніж в процес 1, так як площа жовтої трапеції на малюнку менше площі коричневої трапеції:

Навпаки, робота газу негативна в процесах 3 і 4, а значить в цих процесах робота зовнішніх сил позитивна. При цьому в процесі 4 вона менше, ніж в процесі 3, оскільки площа синьої трапеції на малюнку менше площі червоною трапеції:

Отже, правильна відповідь: 42.

Це було останнє завдання по темі «Молекулярна фізика і термодинаміка» з першої частини ЄДІ з фізики. Розбір завдань з механіки шукайте.

Матеріал підготовлений, Сергієм Валерійовичем

 § 2. Молекулярна фізика. термодинаміка

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії(МКТ) полягають в наступному.
1. Речовини складаються з атомів і молекул.
2. Атоми і молекули перебувають у безперервному хаотичному русі.
3. Атоми і молекули взаємодіють між собою з силами тяжіння і відштовхування
Характер руху і взаємодії молекул може бути різним, в зв'язку з цим прийнято розрізняти 3 агрегатних стану речовини: тверде, рідке і газоподібне. Найбільш сильно взаємодія між молекулами в твердих тілах. У них молекули розташовані в так званих вузлах кристалічної решітки, тобто в положеннях, при яких рівні сили тяжіння і відштовхування між молекулами. Рух молекул в твердих тілах зводиться до коливального близько цих положень рівноваги. У рідинах ситуація відрізняється тим, що, повагавшись близько якихось положень рівноваги, молекули часто їх змінюють. У газах молекули далекі один від одного, тому сили взаємодії між ними дуже малі і молекули рухаються поступально, зрідка стикаючись між собою і зі стінками посудини, в якому вони знаходяться.
 Відносної молекулярної масою M rназивають відношення маси m o молекули до 1/12 маси атома вуглецю m oc:

Кількість речовини в молекулярної фізики прийнято вимірювати в молях.
 молем νназивається кількість речовини, в якому міститься стільки ж атомів або молекул (структурних одиниць), скільки їх міститься в 12 г вуглецю. Це число атомів в 12 г вуглецю називається числом Авогадро:

 Молярна маса M = M r · 10 -3 кг / моль- це маса одного моля речовини. Кількість молей в речовині можна розрахувати за формулою

 Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу:

де m 0- маса молекули; n- концентрація молекул; Ṽ - середня квадратична швидкість руху молекул.

 2.1. газові закони

 Рівняння стану ідеального газу - рівняння Менделєєва-Клапейрона:

 ізотермічний процес(Закон Бойля-Маріотта):
Для даної маси газу при постійній температурі добуток тиску на його обсяг є величина постійна:

У координатах p - Vізотерма - гіпербола, а в координатах V - Tі p - T- прямі (див. Рис. 4)

 ізохорний процес(Закон Шарля):
Для даної маси газу при незмінному обсязі відношення тиску до температури в градусах Кельвіна є величина постійна (див. Рис. 5).

 ізобарний процес(Закон Гей-Люссака):
Для даної маси газу при постійному тиску відношення об'єму газу до температури в градусах Кельвіна є величина постійна (див. Рис. 6).

 закон Дальтона:
Якщо в посудині знаходиться суміш декількох газів, то тиск суміші дорівнює сумі парціальних тисків, тобто тих тисків, які кожен газ створював би в відсутності інших.

 2.2. елементи термодинаміки

 Внутрішня енергія тіладорівнює сумі кінетичних енергій безладного руху всіх молекул відносно центру мас тіла і потенціальних енергій взаємодії всіх молекул одна з одною.
 Внутрішня енергія ідеального газуявляє собою суму кінетичних енергій безладного руху його молекул; так як молекули ідеального газу не взаємодіють один з одним, то їх потенційна енергія перетворюється на нуль.
Для ідеального одноатомного газу внутрішня енергія

 Кількістю теплоти Qназивають кількісну міру зміни внутрішньої енергії при теплообміні без здійснення роботи.
 Питома теплоємність- це кількість теплоти, яка отримує або віддає 1 кг речовини при зміні його температури на 1 К

 Робота в термодинаміці:
робота при изобарном розширенні газу дорівнює добутку тиску газу на зміну його обсягу:

 Закон збереження енергії в теплових процесах (перший закон термодинаміки):
зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і кількості теплоти, переданого системі:

Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцессам:
 а)ізотермічний процес T = const ⇒ ΔT = 0.
У цьому випадку зміна внутрішньої енергії ідеального газу

отже: Q = A.
Все передане газу тепло витрачається на вчинення ним роботи проти зовнішніх сил;

 б)Ізохоричний процес V = const ⇒ ΔV = 0.
У цьому випадку робота газу

отже, ΔU = Q.
Все передане газу тепло витрачається на збільшення його внутрішньої енергії;

 в)ізобарний процес p = const ⇒ Δp = 0.
В цьому випадку:

 адіабатнихназивається процес, що відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем:

В цьому випадку A = -ΔU, Тобто зміна внутрішньої енергії газу відбувається за рахунок здійснення роботи газу над зовнішніми тілами.
При розширенні газ здійснює позитивну роботу. Робота A, що здійснюються зовнішніми тілами над газом, відрізняється від роботи газу тільки знаком:

 Кількість теплоти, необхідне для нагрівання тілав твердому або рідкому станів межах одного агрегатного стану, розраховується за формулою

де c - питома теплоємністьтіла, m - маса тіла, T 1 - початкова температура, t 2 - кінцева температура.
 Кількість теплоти, необхідне для плавлення тілапри температурі плавлення, розраховується за формулою

де λ - питома теплота плавлення, m - маса тіла.
 Кількість теплоти, необхідне для випаровування, Розраховується за формулою

де r - питома теплота пароутворення, m - маса тіла.

Для того щоб перетворити частину цієї енергії в механічну, найчастіше користуються тепловими двигунами. Коефіцієнтом корисної дії теплового двигунаназивають відношення роботи A, яку здійснюють двигуном, до кількості теплоти, отриманого від нагрівача:

Французький інженер С. Карно придумав ідеальну теплову машину з ідеальним газом як робоче тіло. ККД такої машини

В повітрі, що представляє собою суміш газів, поряд з іншими газами знаходяться водяні пари. Їх зміст прийнято характеризувати терміном «вологість». Розрізняють абсолютну і відносну вологість.
 абсолютною вологістюназивають щільність водяної пари в повітрі - ρ ([ρ] = г / м 3).Можна характеризувати абсолютну вологість парціальним тиском водяної пари - p([P] = мм. Рт. Стовпа; Па).
 Відносна вологість (φ)- відношення щільності водяної пари, наявного в повітрі, до щільності того водяної пари, який мав би утримуватися в повітрі при цій температурі, щоб пар був насиченим. Можна вимірювати відносну вологість як відношення парціального тиску водяної пари (p) до того парціальному тиску (p 0), яке має насичений пар при цій температурі:

Молекулярно-кінетичної теоріїназивають вчення про будову і властивості речовини на основі уявлення про існування атомів і молекул як найменших частинок хімічної речовини. В основі молекулярно-кінетичної теорії лежать три основних положення:

• Всі речовини - рідкі, тверді і газоподібні - утворені з найдрібніших частинок - молекул, Які самі складаються з атомів( «Елементарних молекул»). Молекули хімічної речовини можуть бути простими і складними і складатися з одного або декількох атомів. Молекули і атоми являють собою електрично нейтральні частинки. При певних умовах молекули й атоми можуть набувати додатковий електричний заряд і перетворюватися в позитивні або негативні іони (відповідно, аніони і катіони).
• Атоми і молекули перебувають у безперервному хаотичному русі і взаємодії, швидкість якого залежить від температури, а характер - від агрегатного стану речовини.
• Частинки взаємодіють один з одним силами, що мають електричну природу. Гравітаційна взаємодія між частинками дуже малий.

атом- найменша хімічно неподільна частинка елемента (атом заліза, гелію, кисню). молекула- найменша частинка речовини, яка зберігає його Хімічні властивості. Молекула складається з одного і більше атомів (вода - Н 2 О - 1 атом кисню і 2 атома водню). іон- атом або молекула, у яких один або кілька електронів зайві (або електронів не вистачає).

Молекули мають надзвичайно малі розміри. Прості одноатомні молекули мають розмір близько 10 -10 м. Складні багатоатомні молекули можуть мати розміри в сотні і тисячі разів більше.

Безладне хаотичне рух молекул називається тепловим рухом. Кінетична енергія теплового руху зростає зі зростанням температури. при низьких температурахмолекули конденсуються в рідке або тверда речовина. При підвищенні температури середня кінетична енергія молекули стає більше, молекули розлітаються, і утворюється газоподібна речовина.

У твердих тілах молекули здійснюють безладні коливання близько фіксованих центрів (положень рівноваги). Ці центри можуть бути розташовані в просторі нерегулярним чином (аморфні тіла) або утворювати впорядковані об'ємні структури (кристалічні тіла).

У рідинах молекули мають значно більшу свободу для теплового руху. Вони не прив'язані до певних центрам і можуть переміщатися по всьому об'єму рідини. Цим пояснюється плинність рідин.

У газах відстані між молекулами зазвичай значно більше їх розмірів. Сили взаємодії між молекулами на таких великих відстанях малі, і кожна молекула рухається вздовж прямої лінії до чергового зіткнення з іншою молекулою або зі стінкою судини. Середня відстань між молекулами повітря при нормальних умовах близько 10 -8 м, тобто в сотні разів перевищує розмір молекул. Слабка взаємодія між молекулами пояснює здатність газів розширюватися і заповнювати весь об'єм посудини. У межі, коли взаємодія прагне до нуля, ми приходимо до уявленню про ідеальний газ.

ідеальний газ- це газ, молекули якого не взаємодіють один з одним, за винятком процесів пружного зіткнення і вважаються матеріальними точками.

У молекулярно-кінетичної теорії кількість речовини прийнято вважати пропорційним числу часток. Одиниця кількості речовини називається молем (моль). моль- це кількість речовини, що містить стільки ж частинок (молекул), скільки міститься атомів в 0,012 кг вуглецю 12 C. Молекула вуглецю складається з одного атома. Таким чином, в одному молі будь-якої речовини міститься одне і те ж число часток (молекул). Це число називається постійної Авогадро: NА = 6,022 × 10 23 моль -1.

Постійна Авогадро - одна з найважливіших постійних в молекулярно-кінетичної теорії. Кількість речовинивизначається як відношення числа Nчастинок (молекул) речовини до постійної Авогадро NА, або як відношення маси до молярніймасі:

Масу одного моля речовини прийнято називати молярною масою M. Молярна маса дорівнює добутку маси m 0 однієї молекули даної речовини на постійну Авогадро (тобто на кількість частинок в одному молі). Молярна маса виражається в кілограмах на моль (кг / моль). Для речовин, молекули яких складаються з одного атома, часто використовується термін атомна маса. У таблиці Менделєєва молярна маса вказана в грамах на моль. Таким чином маємо ще одну формулу:

де: M- молярна маса, N A - число Авогадро, m 0 - маса однієї частинки речовини, N- число часток речовини містяться в масі речовини m. Крім цього знадобиться поняття концентрації(Кількість частинок в одиниці об'єму):

Нагадаємо також, що щільність, обсяг і маса тіла пов'язані наступною формулою:

Якщо в задачі йдетьсяпро суміші речовин, то говорять про середню молярніймасі і середньої щільності речовини. Як і при обчисленні середньої швидкостінерівномірного руху, ці величини визначаються повними масами суміші:

Не забувайте, що загальна кількість речовини завжди дорівнює сумі кількостей речовин, що входять в суміш, а з об'ємом треба бути акуратними. Обсяг суміші газів НЕдорівнює сумі об'ємів газів, що входять в суміш. Так, в 1 кубометрі повітря міститься 1 кубометр кисню, 1 кубометр азоту, 1 кубометр вуглекислого газуі т.д. Для твердих тіл і рідин (якщо інше не зазначено в умові) можна вважати, що об'єм суміші дорівнює сумі обсягів її частин.

Основне рівняння МКТ ідеального газу

При своєму русі молекули газу постійно стикаються один з одним. Через це характеристики їх руху змінюються, тому, говорячи про імпульси, швидкостях, кінетичних енергіях молекул, завжди мають на увазі середні значення цих величин.

Число зіткнень молекул газу в нормальних умовах з іншими молекулами вимірюється мільйонами раз в секунду. Якщо знехтувати розмірами і взаємодією молекул (як в моделі ідеального газу), то можна вважати, що між послідовними зіткненнями молекули рухаються рівномірно і прямолінійно. Природно, підлітаючи до стінки судини, в якому розташований газ, молекула зазнає зіткнення і зі стінкою. Всі зіткнення молекул один з одним і зі стінками посудини вважаються абсолютно пружними зіткненнями кульок. При зіткненні зі стінкою імпульс молекули змінюється, значить на молекулу з боку стінки діє сила (згадайте другий закон Ньютона). Але за третім законом Ньютона з точно такою ж силою, спрямованої в протилежну сторону, молекула діє на стінку, надаючи на неї тиск. Сукупність усіх ударів всіх молекул об стінку судини і призводить до виникнення тиску газу. Тиск газу - це результат зіткнень молекул зі стінками посудини. Якщо немає стінки або будь-якого іншого перешкоди для молекул, то саме поняття тиску втрачає сенс. Наприклад, абсолютно антинауково говорити про тиск в центрі кімнати, адже там молекули не тиснуть на стінку. Чому ж тоді, помістивши туди барометр, ми з подивом виявимо, що він показує якийсь тиск? Правильно! Тому, що сам по собі барометр є тією самою стінкою, на яку і тиснуть молекули.

Оскільки тиск є наслідком ударів молекул об стінку посудини, очевидно, що його величина повинна залежати від характеристик окремо взятих молекул (від середніх показників, звичайно, Ви ж пам'ятаєте про те, що швидкості всіх молекул різні). Ця залежність виражається основним рівнянням молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу:

де: p- тиск газу, n- концентрація його молекул, m 0 - маса однієї молекули, vкв - середня квадратична швидкість (зверніть увагу, що в самому рівнянні стоїть квадрат середньої квадратичної швидкості). фізичний сенсцього рівняння полягає в тому, що воно встановлює зв'язок між характеристиками всього газу цілком (тиском) і параметрами руху окремих молекул, тобто зв'язок між макро- і мікросвітом.

Наслідки з основного рівняння МКТ

Як вже було зазначено в попередньому параграфі, швидкість теплового руху молекул визначається температурою речовини. Для ідеального газу ця залежність виражається простими формуламидля середньої квадратичної швидкостіруху молекул газу:

де: k= 1,38 ∙ 10 -23 Дж / К - постійна Больцмана , T- абсолютна температура. Відразу ж обмовимося, що далі у всіх завданнях Ви повинні, не замислюючись, переводити температуру в Кельвіна з градусів Цельсія (крім задач на рівняння теплового балансу). Закон трьох постійних:

де: R= 8,31 Дж / (моль ∙ К) - універсальна газова постійна. наступною важливою формулоює формула для середньої кінетичної енергії поступального руху молекул газу:

Виявляється, що середня кінетична енергія поступального руху молекул залежить тільки від температури, однакова при даній температурі для всіх молекул. Ну і нарешті, найголовнішими і часто вживаними наслідками з основного рівняння МКТ є такі формули:

Вимірювання температури

Поняття температури тісно пов'язане з поняттям теплового рівноваги. Тіла, що знаходяться в контакті один з одним, можуть обмінюватися енергією. Енергія, що передається одним тілом іншому при тепловому контакті, називається кількістю теплоти.

теплове рівновагу- це такий стан системи тіл, що знаходяться в тепловому контакті, при якому не відбувається теплопередачі від одного тіла до іншого, і все макроскопічні параметри тел залишаються незмінними. температура- це фізичний параметр, однаковий для всіх тіл, що знаходяться в тепловій рівновазі.

Для вимірювання температури використовуються фізичні прилади- термометри, в яких про величину температури судять по зміні якого-небудь фізичного параметра. Для створення термометра необхідно вибрати термометрична речовина (наприклад, ртуть, спирт) і Термометрична величину, що характеризує властивість речовини (наприклад, довжина ртутного або спиртового стовпчика). У різних конструкціях термометрів використовуються різноманітні Фізичні властивостіречовини (наприклад, зміна лінійних розмірів твердих тіл або зміна електричного опорупровідників при нагріванні).

Термометри повинні бути відкалібровані. Для цього їх приводять в тепловий контакт з тілами, температури яких вважаються заданими. Найчастіше використовують прості природні системи, В яких температура залишається незмінною, незважаючи на теплообмін з навколишнім середовищем - це суміш льоду і води і суміш води і пари при кипінні при нормальному атмосферному тиску. За температурної шкалою Цельсія точці плавлення льоду приписується температура 0 ° С, а точки кипіння води: 100 ° С. Зміна довжини стовпа рідини в капілярах термометра на одну соту довжини між відмітками 0 ° С і 100 ° С приймається рівним 1 ° С.

Англійський фізик У.Кельвін (Томсон) в 1848 році запропонував використовувати точку нульового тиску газу для побудови нової температурної шкали (шкала Кельвіна). У цій шкалі одиниця виміру температури така ж, як і в шкалою Цельсія, але нульова точка зрушена:

При цьому зміна температури на 1 º відповідає зміні температури на 1 К. Зміни температури за шкалою Цельсія і Кельвіна рівні. В системі СІ прийнято одиницю виміру температури за шкалою Кельвіна називати Кельвіном і позначати буквою К. Наприклад, кімнатна температура TС = 20 ° С за шкалою Кельвіна дорівнює TК = 293 К. Температурна шкала Кельвіна називається абсолютною шкалою температур. Вона виявляється найбільш зручною при побудові фізичних теорій.

Рівняння стану ідеального газу або рівняння Клапейрона-Менделєєва

Рівняння стан ідеального газує черговим наслідок з основного рівняння МКТ і записується у вигляді:

Дане рівняння встановлює зв'язок між основними параметрами стану ідеального газу: тиском, об'ємом, кількістю речовини і температурою. Дуже важливо, що ці параметри взаємопов'язані, зміна будь-якого з них неминуче призведе до зміни ще хоча б одного. Саме тому дане рівнянняі називають рівнянням стану ідеального газу. Воно було відкрито спочатку для одного благаючи газу Клапейроном, а згодом узагальнено на випадок більшої кількості молей Менделєєвим.

Якщо температура газу дорівнює Tн = 273 К (0 ° С), а тиск pн = 1 атм = 1 × 10 5 Па, то кажуть, що газ знаходиться при нормальних умовах.

газові закони

Рішення задач на розрахунок параметрів газу значно спрощується, якщо Ви знаєте, який закон і яку формулу застосувати. Отже, розглянемо основні газові закони.

1. Закон Авогадро.В одному молі будь-якої речовини міститься однакова кількість структурних елементів, яка дорівнює кількостіАвогадро.

2. Закон Дальтона.Тиск суміші газів дорівнює сумі парціальних тисків газів, що входять в цю суміш:

Парціальним тиском газу називають той тиск, який він би виробляв, якби всі інші газ раптово зникли з суміші. Наприклад, тиск повітря дорівнює сумі парціальних тисків азоту, кисню, вуглекислого газу та інших домішок. При цьому кожен з газів в суміші займає весь наданий йому об'єм, тобто обсяг кожного з газів дорівнює обсягу суміші.

3. Закон Бойля-Маріотта.Якщо маса і температура газу залишаються постійними, то твір тиску газу на його об'єм не змінюється, отже:

Процес, що відбувається при постійній температурі, називають ізотермічним. Зверніть увагу, що така проста формазакону Бойля-Маріотта виконується тільки за умови, що маса газу залишається незмінною.

4. Закон Гей-Люссака.Сам закон Гей-Люссака не представляє особливої ​​цінності при підготовці до іспитів, тому наведемо лише наслідок з нього. Якщо маса і тиск газу залишаються постійними, то відношення обсягу газу до його абсолютної температурі не змінюється, отже:

Процес, що відбувається при постійному тиску, називають изобарического або Ізобаричний. Зверніть увагу, що така проста форма закону Гей-Люссака виконується тільки за умови, що маса газу залишається незмінною. Не забувайте про переклад температури з градусів Цельсія в Кельвіна.

5. Закон Шарля.Як і закон Гей-Люссака, закон Шарля в точної формулюванні для нас не важливий, тому наведемо лише наслідок з нього. Якщо маса і об'єм газу залишаються постійними, то відношення тиску газу до його абсолютної температурі не змінюється, отже:

Процес, що відбувається при постійному обсязі, називають изохорический або ізохорним. Зверніть увагу, що така проста форма закону Шарля виконується тільки за умови, що маса газу залишається незмінною. Не забувайте про переклад температури з градусів Цельсія в Кельвіна.

6. Універсальний газовий закон (Клапейрона).При постійній масі газу відношення твори його тиску і обсягу до температури не змінюється, отже:

Зверніть увагу, що маса повинна залишатися незмінною, і не забувайте про Кельвіна.

Отже, існує кілька газових законів. Перерахуємо ознаки того, що потрібно застосовувати один з них при вирішенні завдання:

1. Закон Авогадро застосовується у всіх завданнях де мова йде про кількість молекул.
2. Закон Дальтона застосовується у всіх завданнях, в яких йдеться про суміші газів.
3. Закон Шарля застосовують в задачах, коли обсяг газу залишається незмінним. Зазвичай це або сказано явно, або в завданні присутні слова «газ в закритій посудині без поршня».
4. Закон Гей-Люссака застосовують, якщо незмінним залишається тиск газу. Шукайте в задачах слова «газ в посудині, закритій рухомим поршнем» або «газ в відкритому посуді». Іноді про посудину нічого не сказано, але за умовою зрозуміло, що він повідомляється з атмосферою. Тоді вважається, що атмосферний тискзавжди залишається незмінним (якщо в умові не сказано іншого).
5. Закон Бойля-Маріотта. Тут найскладніше. Добре, якщо в завданні написано, що температура газу незмінна. Трохи гірше, якщо в умови присутнє слово «повільно». Наприклад, газ повільно стискають або повільно розширюють. Ще гірше, якщо сказано, що газ закритий теплонепроводящім поршнем. Нарешті, зовсім погано, якщо про температуру не сказано нічого, але з умови можна припустити, що вона не змінюється. Зазвичай в цьому випадку учні застосовують закон Бойля-Маріотта від безвиході.
6. Універсальний газовий закон. Його використовують, якщо маса газу постійна (наприклад, газ знаходиться в закритій посудині), але за умовою зрозуміло, що всі інші параметри (тиск, об'єм, температура) змінюються. Взагалі, часто замість універсального закону можна застосовувати рівняння Клапейрона-Менделєєва, ви отримаєте правильну відповідь, тільки в кожній формулі будете писати по дві зайві літери.

Графічне зображення ізопроцессов

У багатьох розділах фізики залежність величин один від одного зручно зображувати графічно. Це спрощує розуміння взаємозв'язку параметрів, що відбуваються в системі процесів. Такий підхід дуже часто застосовується і в молекулярній фізиці. Основними параметрами, що описують стан ідеального газу, є тиск, обсяг і температура. Графічний метод рішення задач і полягає в зображенні взаємозв'язку цих параметрів в різних газових координатах. Існує три основних типи газових координат: ( p; V), (p; T) І ( V; T). Зауважте, що це тільки основні (найбільш часто зустрічаються типи координат). Фантазія укладачів завдань і тестів не обмежена, тому Ви можете зустріти і будь-які інші координати. Отже, зобразимо основні газові процеси в основних газових координатах.

Ізобарний процес (p = const)

Ізобаричний процесом називають процес, що протікає при незмінним тиску і масі газу. Як випливає з рівняння стану ідеального газу, в цьому випадку обсяг змінюється прямо пропорційно температурі. Графіки изобарического процесу в координатах р–V; V–Ті р–Тмають такий вигляд:

V–Tкоординатах направлено точно в початок координат, однак цей графік ніколи не зможе початися прямо з початку координат, так як при дуже низьких температурах газ перетворюється в рідину і залежність обсягу від температура змінюється.

Ізохорний процес (V = const)

Ізохорний процес - це процес нагрівання або охолодження газу при постійному обсязі і за умови, що кількість речовини в посудині залишається незмінним. Як випливає з рівняння стану ідеального газу, при цих умовах тиск газу змінюється прямо пропорційно його абсолютній температурі. Графіки ізохоричного процесу в координатах р–V; р–Ті V–Тмають такий вигляд:

Зверніть увагу на те, що продовження графіка в p–Tкоординатах направлено точно в початок координат, однак цей графік ніколи не зможе початися прямо з початку координат, так як газ при дуже низьких температурах перетворюється в рідину.

Ізотермічний процес (T = const)

Ізотермічним процесом називають процес, що протікає при постійній температурі. З рівняння стану ідеального газу випливає, що при постійній температурі і незмінній кількості речовини в посудині добуток тиску газу на його об'єм має залишатися постійним. Графіки ізотермічного процесу в координатах р–V; р–Ті V–Тмають такий вигляд:

Зауважимо, що при виконанні завдань на графіки в молекулярної фізики НЕпотрібно особливої ​​точності в відкладанні координат за відповідними осях (наприклад, щоб координати p 1 і p 2 двох станів газу в системі p(V) Збігалися з координатами p 1 і p 2 цих станів в системі p(T). По-перше, це різні системи координат, в яких може бути обраний різний масштаб, а по-друге, це зайва математична формальність, відволікаюча від головного - від аналізу фізичної ситуації. Основна вимога: щоб якісний вид графіків був вірним.

Неізопроцесси

У завданнях цього типу змінюються всі три основних параметри газу: тиск, обсяг і температура. Постійної залишається тільки маса газу. Найбільш простий випадок, якщо завдання вирішується «в лоб» за допомогою універсального газового закону. Трохи складніше, якщо Вам треба відшукати рівняння процесу, що описує зміну стану газу, або проаналізувати поведінку параметрів газу по даному рівнянню. Тоді діяти треба так. Записати дане рівняння процесу і універсальний газовий закон (або рівняння Клапейрона-Менделєєва, що Вам зручніше) і послідовно виключати непотрібні величини з них.

Зміна кількості або маси речовини

По суті, нічого складного в таких завданнях немає. Треба тільки пам'ятати, що газові закони не виконуються, так як в формулюваннях будь-яких з них записано «при постійній масі». Тому діємо просто. Записуємо рівняння Клапейрона-Менделєєва для початкового і кінцевого станів газу і вирішуємо завдання.

Перегородки або поршні

У завданнях цього типу знову застосовуються газові закони, при цьому необхідно врахувати наступні зауваження:

• По-перше, газ через перегородку не проходить, то є маса газу в кожній частині судини залишається незмінною, і таким чином, для кожної частини посудин виконуються газові закони.
• По-друге, якщо перегородка теплонепроводящая, то при нагріванні або охолодженні газу в одній частині судини температура газу у другій частині залишиться незмінною.
• По-третє, якщо перегородка рухлива, то тиску по обидві її сторони рівні в кожен конкретний момент часу (але це рівне з обох сторін тиск може змінюватися з часом).
• А далі пишемо газові закони для кожного газу окремо і вирішуємо завдання.

Газові закони і гідростатика

Специфіка завдань полягає в тому, що в тиску треба буде враховувати «доповнення», пов'язані з тиском стовпа рідини. Які тут можуть бути варіанти:

• Посудина з газом занурений під воду. Тиск в посудині дорівнюватиме: p = pатм + ρgh, Де: h- глибина занурення.
• горизонтальнатрубка закрита від атмосфери стовпчиком ртуті (або іншої рідини). Тиск газу в трубці точно так само: p = pатм атмосферному, так як горизонтальний стовпчик ртуті не чинить тиску на газ.
• вертикальнатрубка з газом закрита зверху стовпчиком ртуті (або іншої рідини). Тиск газу в трубці: p = pатм + ρgh, Де: h- висота стовпчика ртуті.
• Вертикальна вузька трубка з газом повернута відкритим кінцем вниз і замкнені стовпчиком ртуті (або іншої рідини). Тиск газу в трубці: p = pатм - ρgh, Де: h- висота стовпчика ртуті. Знак «-» ставиться, так як ртуть не стискується, а розтягує газ. Часто учні запитують, чому ртуть не випливає з трубки. Дійсно, якби трубка була широкою, ртуть би скла вниз по стінках. А так, оскільки трубка дуже вузька, поверхневий натяг на дає ртуті розірватися посередині і пропустити всередину повітря, а тиск газу всередині (менше, ніж атмосферний) утримує ртуть від витікання.

Як тільки Ви зуміли правильно записати тиск газу в трубці, застосовуйте будь-якої з газових законів (як правило, Бойля-Маріотта, так як більшість таких процесів ізотермічні, або універсальний газовий закон). Застосовуйте обраний закон для газу (ні в якому разі не для рідини) і вирішуйте завдання.

Теплове розширення тіл

При підвищенні температури зростає інтенсивність теплового руху частинок речовини. Це призводить до того, що молекули більш «активно» відштовхуються одна від одної. Через це більшість тіл збільшує свої розміри при нагріванні. Чи не зробите типову помилку, Самі атоми і молекули Не розширюються при нагріванні. Збільшуються лише порожні проміжки між молекулами. Теплове розширення газів описується законом Гей-Люссака. Теплове розширення рідин підпорядковується наступному закону:

де: V 0 - обсяг рідини при 0 ° С, V- при температурі t, γ - коефіцієнт об'ємного розширення рідини. Зверніть увагу, що всі температури в цій темі потрібно брати в градусах Цельсія. Коефіцієнт об'ємного розширення залежить від роду рідини (і від температури, що не враховується в більшості завдань). Зверніть увагу, що чисельне значення коефіцієнта, виражене в 1 / ° С або в 1 / К, однаково, так як нагріти тіло на 1 ° С це те ж саме, що нагріти його на 1 К (а не на 274 К).

для розширення твердих тілзастосовуються три формули, що описують зміну лінійних розмірів, площі та об'єму тіла:

де: l 0 , S 0 , V 0 - відповідно довжина, площа поверхні і об'єм тіла при 0 ° С, α - коефіцієнт лінійного розширення тіла. Коефіцієнт лінійного розширення залежить від роду тіла (і від температури, що не враховується в більшості завдань) і вимірюється в 1 / ° С або в 1 / К.

Вивчити всі формули і закони у фізиці, і формули і методи в математиці. Насправді, виконати це теж дуже просто, необхідних формул з фізики всього близько 200 штук, а з математики навіть трохи менше. У кожному з цих предметів є близько десятка стандартних методів вирішення завдань базового рівняскладності, які теж цілком можна вивчити, і таким чином, абсолютно на автоматі і без утруднень вирішити в потрібний момент більшу частину ЦТ. Після цього Вам залишиться подумати тільки над найскладнішими завданнями.

Відвідати всі три етапи репетиційного тестування з фізики та математики. Кожен РТ можна відвідувати по два рази, щоб прорешать обидва варіанти. Знову ж на ЦТ, крім уміння швидко і якісно вирішувати завдання, і знання формул і методів необхідно також вміти правильно спланувати час, розподілити сили, а головне правильно заповнити бланк відповідей, що не переплутавши ні номера відповідей і завдань, ні власне прізвище. Також в ході РТ важливо звикнути до стилю постановки питань в задачах, який на ЦТ може здатися непідготовленій людині дуже незвичним.

Успішне, старанне і відповідальне виконання цих трьох пунктів дозволить Вам показати на ЦТ відмінний результат, максимальний з того на що Ви здатні.

Знайшли помилку?

Якщо Ви, як Вам здається, знайшли помилку в навчальних матеріалах, То напишіть, будь ласка, про неї на пошту. Написати про помилку можна також в соціальної мережі(). У листі вкажіть предмет (фізика або математика), назва або номер теми або тесту, номер завдання, або місце в тексті (сторінку) де на Вашу думку є помилка. Також опишіть в чому полягає приблизна помилка. Ваш лист не залишиться непоміченим, помилка або буде виправлена, або Вам роз'яснять чому це не помилка.

ЄДІ 2018. Фізика. Я здам ЄДІ! Механіка. Молекулярна фізика. Типові завдання. Демидова М.Ю., Грибов В.А., Гіголо А.І.

М .: 2018 - 204 с.

Модульний курс «Я здам ЄДІ! Фізика »створений авторським колективом з числа членів Федеральної комісії з розробки контрольних вимірювальних матеріалів ЄДІпо фізиці. Він включає посібники «Курс самопідготовки» і «Типові завдання». Курс призначений для підготовки учнів 10-11 класів до державної підсумкової атестації. Послідовність уроків пред'явлена ​​в логіці екзаменаційної роботи з фізики на основі модульного принципу. Кожне заняття націлене на конкретний результат і містить відпрацювання основних теоретичних відомостей і практичних навичок для виконання конкретного завдання екзаменаційної роботи. У посібнику представлені тематичні модулі, складені відповідно до логіки екзаменаційної роботи. Курс адресований педагогам, школярам та їхнім батькам для перевірки / самоперевірки досягнення вимог освітнього стандартудо рівня підготовки випускників.

формат: pdf

Розмір: 45 Мб

Дивитися, скачати: drive.google

ЗМІСТ
Передмова 3
Уроки 1-25. механіка

Уроки 1-5. кінематика
Довідкові матеріали 8
завдання для самостійної роботи 12
Перевірочна робота по темі «Кінематика» 29
Уроки 6-10. динаміка
Довідкові матеріали 33
Завдання для самостійної роботи 36
Перевірочна робота по темі «Динаміка» 58
Уроки 11-15. Закони збереження в механіці
Довідкові матеріали 62
Завдання для самостійної роботи 64
Перевірочна робота по темі «Закони збереження в механіці» 88
Уроки 16-20. статика
Довідкові матеріали 91
Завдання для самостійної роботи 93
Перевірочна робота по темі «Статика» 102
Уроки 21-25. Механічні коливання і хвилі
Довідкові матеріали 104
Завдання для самостійної роботи 106
Перевірочна робота по темі «Механічні коливання і хвилі» 128
Уроки 26-35. молекулярна фізика
Уроки 26-30. Молекулярно-кінетична теорія
Довідкові матеріали 132
Завдання для самостійної роботи 137
Перевірочна робота по темі «Молекулярно-кінетична теорія» 158
Уроки 31-35. термодинаміка
Довідкові матеріали 163
Завдання для самостійної роботи 166
Перевірочна робота по темі «Термодинаміка» 187
Відповіді до завдань для самостійної роботи 192

Довідкові матеріали містять основні теоретичні відомості по темі. У них включені всі елементи змісту кодификатора ЄДІ з фізики, але кожна позиція кодификатора представлена ​​більш детально: наведені визначення всіх понять, формулювання законів і т. Д. Перед початком роботи над тематичним блоком необхідно вивчити ці довідкові матеріали, розуміти всі перераховані в них елементи змісту по даній темі. Якщо щось залишилося незрозумілим, то необхідно повернутися до відповідного параграфу підручника, ще раз вивчивши необхідний теоретичний матеріал.
До довідкових матеріалівможна звертатися при виконанні завдань для самостійної роботи, а при виконанні перевірочної роботипо темі постарайтеся до довідкових матеріалів вже не звертатися. До цього моменту всі необхідні формули вже необхідно запам'ятати і впевнено застосовувати при вирішенні завдань.
Завдання для самостійної роботи включають добірки завдань для тих ліній КІМ ЄДІ, в яких перевіряються елементи змісту з даної теми. Спочатку представлена ​​найбільш докладна добірка завдань для ліній базового рівня. Тут виділені добірки для кожного змістовного елемента, а всередині такий добірки наведено не менше двох завдань для кожної з моделей завдань екзаменаційної роботи.

Уроки 1-5. кінематика
ДОВІДКОВІ МАТЕРІАЛИ
1.1.1. Механічний рух - зміна положення тіла в просторі відносно інших тіл (або зміна форми тіла) з плином часу.
Механічний рух внаслідок цього визначення щодо: то, як рухається тіло, залежить від того, щодо якого предмета розглядається цей рух. Приклад: чемодан нерухомо лежить на полиці вагону, але разом з поїздом рухається щодо Землі.
Система відліку служить для кількісного опису механічного руху. Тому внаслідок визначення механічного рухусистему відліку утворюють:
1) тіло відліку (не міняє своєї форми);
2) система координат, жорстко пов'язана з тілом відліку;
3) годинник (прилад для вимірювання часу), жорстко пов'язані з тілом відліку.
1.1.2. Матеріальна точка- найпростіша модель реального тіла, що представляє собою геометричну точку, з якою пов'язані маса тіла, його заряд і т. Д. Ця модель може бути застосована, якщо розмірами тіла в даній задачі можна знехтувати. Два найчастіших прикладу таких завдань:
- пройдене тілом відстань багато більше розмірів самого тіла (автомобіль проїхав 100 км зі швидкістю 50 км / ч. Знайти час руху);
- випадок поступального руху твердого тіла (див. Нижче). В цьому випадку всі крапки тіла рухаються однаково, тому досить досліджувати рух однієї точки тіла.