Тест по физике 10 класс: уравнение состояния идеального газа

Что нужно знать

Уравнение состояния идеального газа связывает три макроскопические величины: давление, объём и температуру газа. Для данной массы идеального газа оно записывается в виде pV = (m / M)RT, где p — давление (Па), V — объём (м³), m — масса газа (кг), M — молярная масса (кг/моль), R — универсальная газовая постоянная (R = 8,31 Дж/(моль·К)), T — абсолютная температура (К). Если обозначить количество вещества через ν = m / M, уравнение принимает вид pV = νRT. Температура в этом уравнении обязательно выражается в кельвинах: T = t + 273, где t — температура в градусах Цельсия. При постоянной температуре и неизменной массе газа давление обратно пропорционально объёму: если объём уменьшается в два раза, давление увеличивается в два раза. При постоянном объёме давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре. Например, при нагревании закрытого аэрозольного баллончика давление газа внутри повышается. Типичная ошибка учеников — подставлять в уравнение температуру в градусах Цельсия вместо кельвинов.

Тест: 11 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что описывает уравнение состояния идеального газа?

    • Связь силы тяжести и массы газа
    • Связь плотности жидкости и её температуры
    • Связь скорости молекул и площади поверхности сосуда
    • Связь давления, объёма и температуры газа для данной массы
    Уравнение состояния связывает давление, объём и абсолютную температуру определённой массы идеального газа.

  2. 2. Какова единица измерения давления газа в Международной системе единиц (СИ)?

    • Паскаль (Па)
    • Джоуль (Дж)
    • Кельвин (К)
    • Моль (моль)
    Давление в СИ измеряется в паскалях: 1 Па = 1 Н/м².

  3. 3. Какую температуру необходимо подставлять в уравнение состояния идеального газа?

    • Температуру в градусах Фаренгейта
    • Абсолютную температуру в кельвинах
    • Температуру в градусах Цельсия
    • Разность температур в градусах Цельсия
    В уравнении pV = νRT используется абсолютная температура. Для перевода из градусов Цельсия в кельвины прибавляют 273.

  4. 4. Как записывается уравнение состояния идеального газа через количество вещества?

    • pT = νRV
    • p / V = νRT
    • pV = νRT
    • pV = RT / ν
    Это уравнение Менделеева — Клапейрона, где ν — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура.

  5. 5. Что произойдёт с давлением газа, если при постоянной температуре его объём уменьшить в 3 раза, а масса газа останется неизменной?

    • Давление уменьшится в 3 раза
    • Давление увеличится в 9 раз
    • Давление не изменится
    • Давление увеличится в 3 раза
    При постоянной температуре pV = const. Поэтому уменьшение объёма в 3 раза приводит к увеличению давления в 3 раза.

  6. 6. Почему при нагревании газа в закрытом жёстком баллоне увеличивается давление?

    • Возрастает абсолютная температура газа
    • Уменьшается объём баллона
    • Уменьшается количество молекул
    • Увеличивается масса газа
    В закрытом жёстком баллоне масса и объём газа постоянны. Согласно уравнению состояния, давление прямо пропорционально абсолютной температуре.

  7. 7. Как изменится давление газа в герметичном сосуде постоянного объёма, если его абсолютную температуру увеличить в 2 раза?

    • Не изменится
    • Увеличится в 2 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Увеличится в 4 раза
    При постоянных объёме и количестве вещества p / T = const. Поэтому увеличение абсолютной температуры в 2 раза увеличивает давление во столько же раз.

  8. 8. Газ занимает объём 2 м³ при давлении 100 кПа. Чему равно произведение pV?

    • 400 000 Дж
    • 100 000 Дж
    • 200 000 Дж
    • 50 000 Дж
    pV = 100 000 Па · 2 м³ = 200 000 Па·м³ = 200 000 Дж.

  9. 9. Какое количество вещества содержится в газе, если p = 83 100 Па, V = 0,01 м³, T = 100 К? Принять R = 8,31 Дж/(моль·К).

    • 0,1 моль
    • 100 моль
    • 10 моль
    • 1 моль
    Из pV = νRT получаем ν = pV / (RT) = (83 100 · 0,01) / (8,31 · 100) = 831 / 831 = 1 моль.

  10. 10. Газ находится при температуре 27 °C. Чему равна его абсолютная температура?

    • 300 К
    • 273 К
    • 246 К
    • 327 К
    T = t + 273 = 27 + 273 = 300 К.

  11. 12. Газ при постоянном давлении нагрели от 300 К до 600 К. Во сколько раз изменился его объём, если количество вещества осталось неизменным?

    • Уменьшился в 2 раза
    • Увеличился в 2 раза
    • Не изменился
    • Увеличился в 4 раза
    При постоянном давлении и неизменном количестве вещества V / T = const. Поэтому V₂ / V₁ = T₂ / T₁ = 600 / 300 = 2.
Тесты по физике 10 класс