Задание 2.2. Прочитайте отрывок еще раз и ответьте на вопросы. Как Тит Лукреций Кар обосновывает, что вещества состоят из частиц?
Что он говорит о размерах частиц?
Почему платье сыреет на морском берегу и сохнет на Солнце?
Почему мы чувствуем запахи?
Раздел 3. Идеальный газ.
Газ – самая простая макроскопическая система. Идеальный газ – газ, взаимодействием и размерами
молекул которого можно пренебречь.
Задание 3.1. Решите задачу, номер которой соответствует вашему порядковому номеру.
1. 9.Какой объем занимает газ при давлении 2∙105 Па, если масса его 1 кг, а средняя квадратичная скорость
молекул 600 м/с?
2. 10.Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, который занимает объем 5 м3 при
давлении 2∙105 Па и имеет массу 6 кг?
3. 11.В 1 м3
газа при давлении 1,5 ∙105 Па содержится 2∙1025 молекул. Определите среднюю кинетическую
энергию хаотичного движения этих молекул.
4. 12.Кислород находится при нормальных условиях. Вычислить среднюю квадратичную скорость
молекул газа. Плотность кислорода 1,43 кг/м3
.
5. 13.Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если его масса 3∙10-3кг, объем 0,5∙10-3м
3
,
а средняя квадратичная скорость молекул 500 м/с?
6. 14.Чему равна средняя кинетическая энергия молекул аргона, если 2 кг аргона, находясь в сосуде
объемом 2 м3
, оказывают давление 3∙105 Па.
7. 15.Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если средняя квадратичная скорость его
молекул 400м/с и в объеме 1 см3 число молекул N = 2,7∙1019?
8. 16.Найти концентрацию молекул кислорода, если давление его 0,2 МПа, а средняя квадратичная
скорость молекул 700 м/с.
Объяснение:
Переход вещества из твердого состояния в жидкое называют плавлением; температура, при которой происходит этот процесс, называют температурой плавления. Она зависит от давления. При атмосферном давлении лед плавится при 0°С, железо при 1539°С, ртуть при -39°С, вольфрам при 3410°С.
Для плавления вещества необходимо затратить энергию, т. е. cообщить веществу некоторое количество теплоты. Это объясняется тем, что для высвобождения молекул твердого тела из их фиксированных положений необходимо совершить работу против действующих сил межмолекулярного притяжения.
Если в кипящую воду поставить пробирку с нафталином, он будет плавиться при 78°С и в течение времени плавления его температура не изменится (горизонтальный участок графика). Когда нафталин находится в твердом состоянии или когда он весь стал жидкостью, его температура монотонно возрастает.
Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое, называют удельной теплотой плавления. Ее единица измерения Дж/кг или ккал/кг. Удельная теплота плавления льда 3,33 105 Дж/кг ( 79,7 ккал/кг).
Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют отвердеванием или кристаллизацией. Вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. В течение процесса отвердевания температура вещества не изменяется. Это видно на графике зависимости температуры нафталина от времени его охлаждения. Горизонтальный участок графика соответствует процессу кристаллизации нафталина при 78°С.
При отвердевании вещества происходит выделение энергии. Так как внутренняя энергия вещества при переходе из жидкого состояния в твердое уменьшается, избыточная внутренняя энергия выделяется в виде тепла и восполняет потерю энергии вследствие охлаждения. При отвердевании кристаллического вещества выделяется точно такое же количество теплоты, которое поглощается при его плавлении.
Удельная теплота кристаллизации - количество теплоты, выделяемое при кристаллизации 1 кг вещества. Удельная теплота кристаллизации равна по абсолютной величине удельной теплоте плавления. При превращении 1 кг воды в лед выделяется энергия 333 кДж.
Задача: Какое количество теплоты должен отнять холодильник у 1 кг воды, чтобы охладить его от +20°С до -20°С?
Решение: Q=mC1(t1- t0)+ mL+mC2(t0- t2)=110 ккал, где m=1кг - масса, С1=1 ккал/кг - удельная теплоемкость воды, t1=20° - начальная температура воды, t0=0°C - температура отвердевания воды, L(лямбда)=80 ккал/кг - удельная теплота отвердевания воды, С2=0,5 ккал/кг - удельная теплоемкость льда, t2=-20°C - конечная температура льда.
Иней - кристаллы воды