ТЕСТ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ

Тест для самооценки знаний студентов 1-го курса физических специальностей ВУЗов. За отведённое время (30 мин) ответьте на все вопросы, выбрав один правильный из каждой группы, и нажмите кнопку "Отправить" в конце страницы. По результатам ответов программа оценит ваши знания по пятибалльной системе. Привязка количества правильных ответов к уровню знания осуществлялась на основе опроса студентов МФТИ (2 семестр).

Осталось время до конца теста:

1. 1. На рисунке показана зависимость теплоёмкости некоторого газа при постоянном объёме от температуры (по данным Дж.Орира). Какой это газ?

1.1. Водород (H2)
1.2. Гелий (He)
1.3. Метан (CH4)
1.4. Пары воды (H2O)

2. Каково изменение энтропии ΔS моля идеального газа при его адиабатическом расширении в пустоту от объёма V1 до объёма V2?
2.1. ΔS = 0
2.2. ΔS = R·ln(V2/V1)
2.3. ΔS = R·ln(V1/V2)
2.4. ΔS = R·V2/V1

3. Каков КПД (эффективность) тепловой машины, работающий по циклу, изображённому на рисунке?

3.1. (Tн-Tх)/Tн
3.2. (Tн-Tх)/Tх
3.3. (Tн-Tх)/2Tн
3.4. (Tн-Tх)/2Tх

4. Политропическим называется процесс, происходящий при постоянной(ом)
4.1 Температуре
4.2 Давлении
4.3. Объёме
4.4. Теплоёмкости

5. Указать формулировку третьего начала термодинамики (теорема Нернста)
5.1. Тепло, полученное системой, идёт на приращение её внутренней энергии и на производство внешней работы.
5.2. Вне зависимости от начального состояния изолированной системы в конце концов в ней установится термодинамическое равновесие, при котором все части системы будут иметь одинаковую температуру.
5.3. Приращение энтропии при абсолютном нуле температуры стремится к конечному пределу, не зависящему от того, в каком равновесном состоянии находится система
5.4. Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счёт охлаждения теплового резервуара.

6. Функция состояния, приращение которой в квазистатическом процессе при постоянном давлении даёт количество тепла, полученного системой:
6.1. Энтропия
6.2. Энтальпия
6.3. Свободная энергия
6.4. Термодинамический потенциал Гиббса

7. Теплоёмкость идеального одноатомного газа при постоянном давлении равна:
7.1. R/2
7.2. R
7.3. 3R/2
7.4. 5R/2

8. Какое из уравнение ниже неприменимо для произвольной термодинамической системы в квазистатическом процессе (U- внутренняя энергия, S – энтропия):
8.1. Cp = T(∂S/∂T)v
8.2. dU = TdS - PdV
8.3. Cp = (∂U/∂T)p + P(∂V/∂T)p
8.4. (∂U/∂V)T = 0

9. Теплоизолированный сосуд разделён перегородкой на 2 равные части, в которых содержится по ½ моля разных идеальных газов. Как изменится общая энтропия газов в сосуде, если убрать перегородку, допустив необратимое перемешивание газов?
9.1. Увеличится на R·ln2
9.2. Увеличится в 2 раза
9.3. Останется неизменной
9.4. Изменение энтропии в этом процессе неопределенно.

10. Энтропия некоторой термодинамической системы при температуре T0 равна S0. При приближении к абсолютному нулю (T ® 0) приращение энтропии S(T)-S0(T0) стремится:
10.1. К нулю
10.2. К некоторому конечному пределу
10.3. Это зависит от конечного состояния, в котором окажется система при абсолютном нуле
10.4. К бесконечности

11. Рассмотрим поршень на пружине, помещённый в газ. Под действием некомпенсированных ударов молекул поршень будет совершать хаотические движения относительно положения равновесия. Какова средняя потенциальная энергия П поршня, если α - жёсткость пружины, k – постоянная Больцмана, T – температура, m – масса молекулы, M – масса поршня, ћ – постоянная Планка.

11.1. П = mkT/M
11.2. П = 3kT/2
11.3. П = kT/2
11.4. П = ½ћ·(α/M)1/2

12. Какая термодинамическая функция остаётся неизменной при дросселировании газа в опыте Джоуля-Томсона?
12.1. Энтропия
12.2. Энтальпия
12.3. Свободная энергия
12.4. Термодинамический потенциал Гиббса

13. На рисунке изображена изотерма пара воды, подвергающегося конденсации. В какой из точек на этой изотерме масса жидкости в 2 раза больше массы пара?

13.1. Точка 1
13.2. Точка 2
13.3. Точка 3
13.4. Точка 4

14. Чему равно избыточное давление внутри мыльного пузыря радиуса R, если поверхностное натяжение мыльного раствора - σ ?
14.1. σ/R
14.2. 2σ/R
14.3. 4σ/R
14.4. 4πσR2

15. Коэффициент полезного действия (эффективность) тепловой машины, работающей по циклу Карно равен
15.1. Tхол/(Tнагр-Tхол)
15.2. (Tнагр-Tхол)/Tхол
15.3. Tнагр/(Tнагр-Tхол)
15.4. (Tнагр-Tхол)/Tнагр

16. Каким из уравнений ниже описывается изменение давления насыщенного пара от температуры (a, b – константы газа Ван-дер-Ваальса, q-удельная теплота испарения, v1, v2 – удельные обёмы воды и пара)?
16.1. ΔP = CT/(2a/RT-b)
16.2. ΔP = qΔT/T(v1-v2)
16.3. ΔP = RΔT/(V-b)
16.4. ΔP = RΔT/V

17. На рисунке изображена:

17.1. Изотерма газа Ван-дер-Ваальса
17.2. Изотерма идеального двухатомного газа
17.3. Кривая испарения
17.4. Кривая инверсии дифференциального эффекта Джоуля-Томсона
17.5. Изотерма реального газа

18. Какое из распределений ниже является распределением Гаусса:
18.1. W(n) = <n>ne-<n>/n!
18.2. W(n) = {1/√D }e-(n-<n>)^2/2D
18.3. W(n) = {N!/n!(N-n)!}Wn(1-W)N-n
18.4. <ni> = 1/{e(εi-μ)/kT-1}

19. Кривая 0 соответствует распределению Максвелла молекул воздуха по модулю скорости при T=300 K. Какая из кривых соответствует распределению Максвелла этих же молекул при T=600 K?

19.1. Кривая 1 (фиолетовая)
19.2. Кривая 2 (зелёная)
19.3. Кривая 3 (синяя)
19.4. Кривая 4 (красная)

20. На надгробии Л.Больцмана написано: S = k log W. Что в этой формуле обозначает W?

20.1. Общее число микросостояний, реализующих данное макросостояние термодинамической системы.
20.2. Общее число макросостояний, реализующих данное микросостояние термодинамической системы.
20.3. W – суммарная кинетическая энергия частиц термодинамической системы.
20.4. W = mgh/kT

21. Чему равно среднее число молекул N, сталкивающихся с единичной площадкой сосуда в единицу времени? (n – число молекул в ед. объёма, <v> - их средняя скорость)
21.1. N = n<v>/6
21.2. N = n<v>/4
21.3. N = n<v>
21.4. N = 3n<v>/2

22. В сосуде объёма V в отсутствии силовых полей находится N молекул идеального газа. Какова флуктуация числа молекул n в объёме u, являющемся малой частью объёма V (т.е. среднее квадратичное отклонения числа молекул n от их среднего значения в объёме u при u/V ® 0)?
22.1. ln(Nu/V)
22.2. 1/√Nu/V
22.3. √Nu/V
22.4. exp(Nu/V)

23. В основе какой из статистик лежит предположение о принципиальной различимости частиц, даже если они абсолютно тождественны?
23.1. Статистика Больцмана
23.2. Статистика Бозе-Эйнштейна
23.3. Статистика Ферми-Дирака

24. Чему равна средняя квадратичная скорость молекул идеального газа <v2>1/2
24.1. √2kT/m
24.2. √3kT/m
24.3. √8kT/πm
24.4. √kT/m

25. Какое из утверждений ниже неправильное?
25.1. Все допустимые микросостояния замкнутой системы равновероятны.
25.2. Энтропия изолированного тела остаётся постоянной.
25.3. Энтропия тела в равновесном состоянии максимальна.
25.4. Энтропия с точностью до постоянного множителя равна логарифму числа допустимых микроскопических состояний тела.

26. Пусть макросостояние идеального газа задано распределением числа N молекул по объёмным ячейкам: в 1-ой – N1, во 2-й – N2 и т.д. Каков статистический вес этого макросостояния (т.е. число равновероятных микросостояний, каждое из которых реализует это макросостояние)?
26.1. N1!N2!N3!...
26.2. ln( N! / N1!N2!N3!... )
26.3. N! / N1!N2!N3!...
26.4. N / N1N2N3...

27. Уровни энергии квантового осциллятора определяются формулой Ei = (i + ½) . Чему равна средняя энергия квантового осциллятора, находящегося при температуре T (без учёта нулевых колебаний)?
27.1. /{exp(/kT)-1}
27.2. /{exp(/kT)+1}
27.3. ·exp(-hν/kT)
27.4. kT

28. Каким количеством способов можно разместить 2 фермиона по 3-м квантовым состояниям?
28.1. 9 способов.
28.2. 6 способов
28.3. 3 способа
28.4. 2 способа

29. Вязкость связана с переносом молекулами газа
29.1. Массы
29.2. Энергии
29.3. Импульса
29.4. Момента импульса

30. Сосуд с N молекулами идеального газа разделён перегородкой на две части с объёмами V1 и V2. Найти вероятность того, что в первой части будет N1 молекул, а во второй части – N2 молекул.
30.1. W(N1,N2) = {N!/N1!N2!}·{V1/(V1+V2)}N1·{V2/(V1+V2)}N2
30.2. W(N1,N2) = {N!/N1!N2!}
30.3. W(N1,N2) = {V1/(V1+V2)}N1·{V2/(V1+V2)}N2
30.4. W(N1,N2) = (N1/N)V1/(V1+V2)+(N2/N)V2/(V1+V2)

31. Два сосуда с одинаковым газом соединены тонкой трубкой (диаметр которой много меньше длины свободного пробега молекул). Один из сосудов поддерживается при температуре T1 > T2. Каково будет отношение давлений, установившихся в сосуде.
31.1. P1 = P2
31.2. P1/P2 = T1/T2
31.3. P1/P2 = (T2/T1)1/2
31.4. P1/P2 = (T1/T2)1/2

32. Смесь изотопов U235 и U238 помещается в сосуд с пористыми стенками. Газ, прошедший через поры в результате эффузии откачивается и собирается в резервуар. Каково будет отношение концентрации изотопов N235/N238 в резервуаре, если их начальные концентрации в сосуде были равны.
32.1. N235/N238 = 235/238
32.2. N235/N238 = √238/235
32.3. N235/N238 = 238/235
32.4. N235/N238 = 1

33. В сосуде находится некоторое количество идеального газа при постоянном давлении. Как зависит от температуры T число столкновений молекул газа со стенками сосуда в единицу времени?
33.1. N ~ 1/T
33.2. N ~ √T
33.3. N ~ 1/√T
33.4. N ~ T

34. Чтобы уменьшить теплопроводность колбы термоса (сосуда Дьюара) из неё откачивают воздух. Теплопроводность слоя воздуха между двойными стенками колбы определяется по известной формуле χ = nm<v>CVλ/3. Как зависит теплопроводность воздуха от давления, если колбу откачали лишь немного, т.е. измерения проводятся в при давлении, близком к атмосферному?
34.1. χ = const
34.2. χ ~ P2
34.3. χ ~ √P
34.4. χ ~ P

35. Энергия N невзаимодействующих между собой частиц может принимать лишь 2 значения: 0 и E. Чему равна средняя энергия системы при температуре T?
35.1. E/2
35.2. NE·exp(-E/kT)/{1+exp(-E/kT)}
35.3. NE·exp(-E/kT)
35.4. NE/{1+exp(-E/kT)}

36. Энергия молекулы может принимать дискретные значения εi, имеющие разные степени вырождения. Статистическая сумма оказалась равной exp(-E/kT). Чему равна средняя энергия молекулы?
36.1. E
36.2. E·exp(-E/kT)/{1+exp(-E/kT)}
36.3. E·exp(-E/kT)
36.4. E/{1+exp(-E/kT)}


Партнёры:

Rambler's Top100