1. Как надо решать задачи по физике.

Чтобы правильно и осмысленно решать задачи по физике, необходимо следовать алгоритму:

Алгоритм «Решение задач по физике»

1. Внимательно прочитайте условие задачи.

2. Установите о каком (их) физических явлениях идёт речь в задаче.

3. Вспомните основные количественные и качественные закономерности, объясняющие это (и) явление.

4. Определите, что требуется найти в задаче.

5. Установите, какие физические величины даны в задаче. Не забудьте о табличных величинах.

Примечание: Иногда использование табличных величин зашифровано текстовой информацией:

-определить массу молекулы азота,

-найти количества вещества в массе алюминия.

6. Переведите, если этого необходимо, физические величины в систему СИ (стандартные единицы измерения)

7. Определите какую (ие) количественную (ые) зависимость (и) надо использовать в решение. Для этого лучше всего определить количественные зависимости, куда входит искомая физическая величина, а также данные физических величин по условию задачи.

8. Использовать преобразования в физических формулах, получите окончательную расчётную формулу.

Примечание: при проверке правильности полученной формулы используйте размерность физической величины.

Например: Если мы должны найти силу F, то в результате сокращения размерности должны получить H (Ньютон), если получить, что-то другое, значит, формула получена не верно.

9. Выполните вычисления по полученной формуле.

10. Запишите ответ задачи.

Примечание: Иногда, для успешного решения задачи требуется выполнить чертёж. Помните о том, что правильно выполнит чертёж, помогает в решение задач, это 50% вашего успеха.

2. Основы молекулярно-кинетической теории.

2.1 Основные понятия и закономерности.

В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества лежат три утверждения: вещество состоит из частиц; эти частицы беспорядочно движутся; частицы взаимодействуют друг с другом.

Относительно молекулярной (или атомной) массой вещества Мr называют отношение массы молекулы (или атома) mданного вещества к массы атома углерода m: M_r =

В Международной системе единиц количество вещества выражают в молях. Один моль- это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.

Значит, в 1 моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул. Это число атомов обозначают N и называют постоянной Авогадро в честь итальянского учёного.

Между молярной массой Μ и относительной молекулярной массой M_r существует следующая связь:

M=Mr⋅10⁻³

Следующей основной физической величиной в МКТ будет - количество вещества. Количество вещества, содержащегося в теле, определяется числом молекул (или атомов) в этом теле. Поскольку число молекул в макроскопических телах очень велико, для определения количества вещества в теле сравнивают число молекул в нем с числом атомов в 0,012 кг изотопа углерода 126C. Единица количества вещества называется молем (моль). Обозначают количесвта вещества - ν.

Количество вещества ν определяется как отношение числа N частиц (молекул) вещества к постоянной Авогадро N_А:

ν = N/ N_А = m\M

Зная массу вещества и его молярную массу М, можно найти число молей (количество вещества)

N=νNA=mMNA.

Зная молярную массу и постоянную Авогадро, можно рассчитать массу одной молекулы: m₀=M\NA=mN.

Броуновское движение-это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц. Идеальный газ - это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. p

Это основное уравнение молекулярно-кинетической теории. p¹

2.2. Решение задач

Задача 1. Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 5,4 кг?²

Дано СИ Решение

M(Al)=27 моль

m (Al)=5,4 кг

.

-? Ответ: 200 моль.

Задача 2. Какой объем занимает 100 моль ртути?

Дано СИ Решение

(Hg)=100 моль V= Подставим в первую формулу

(Hg)=13.6·10 V==1,5 ·10м

M(Hg)=201

V-? Ответ: 1,5·10или 1,5 л.

Задача 3. Чему равно число молекул в 10 г. кислорода?

Дано СИ Решение

m (O)=10 г. 0,01кг. (1)(2) =>

M(O) =32·10 Выразим N; получаем

Na=6.02·10моль N= 1,88·10 молекул

N-? Ответ: 1,88*10молекул

Задача 4. На изделие, поверхность которого 50 см, нанесен слой меди толщиной 2 мкм. Сколько атомов меди содержится в покрытии?

Дано СИ Решение

N= , но масса цинка не известна.

S=50 cм Найдём массу цинка через объём и плотность.

, объём найдём, зная площадь поверхности

Na=6.02*10моль и толщину слоя V=Sh=>m=Sh

Подставим в начальную формулу

N-?

N= молекул

Ответ: молекул

Задача 5. Определите сколько молекул воды в объёме 2л.

Дано СИ Решение

V=2л. 2*10 N=, масса воды неизвестна.

Na=6.02*10 Найдём массу воды через объём и плотность. m=

N=

N-? Ответ:

Задача 6. Находившаяся в стакане воде массой 0,5 кг. полностью испарилась за 30 суток. Сколько в среднем молекул воды вылетало с её поверхности за 1с?

Дано СИ Решение

m(H)=0.5 кг. N= Чтобы найти число молекул, испаряющихся за

t=30 суток 2,592·10с. 1сек. - N, необходимо всё число молекул разделить

t=1с на время, за которое они испарились.

=18·10. N= (2).

Подставим(2)(1) и учтем время в секундах.

N-?

N

Ответ:

Задача 7. В озеро, имеющее среднюю глубину 10м и площадь поверхности 20 км, бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01г. Сколько молекул этой соли оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см, зачерпнутой из озера, если полагать, что соль, растворившись, равномерно распределилась во всем объеме воды?

Дано СИ Решение

h=10м Чтобы найти N. Необходимо найти объем озера V , кол-во

S=20 км 2·10 частиц соли N V=hS(1); N=; N

m=0.01 г 10 Подставим (1) и (2) в (3)

V=2 см 2·10

Na=6.02·10

N-? Ответ:6,02·10

Задача 8. Каково давление кислорода, если средняя квадратичная скорость его молекул 600, а его плотность 1,54?

Дано СИ Решение

Отразим на произведение m

Следовательно,

Р -? Ответ:1,848*10

Задача 9. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если имея массу 8 кг, он занимает объем 10 м при давлении 250 кПа?

Дано СИ Решение

m=8кг Рассмотрим n -концентрация n=

V=10 м Следовательно,

2,5*10 Выразим V из этого уравнения поэтапно:

V-? 1. Умножим первую и правую части на 3V: 3РV=mV

2. Разделим первую и вторую часть на m: V

3. Возьмем квадратичный корень из первой и второй части.

V=

V=

Ответ: 306 м/с

Задача 10. Найти концентрацию молекул кислорода, если давление его 0,3 МПа, а средняя квадратичная скорость молекул равна 900

Дано CИ Решение

V=900 (1) . Выразим n из уравнения (1). n=

3*10 Мы не знаем массу m-массу молекулы кислорода.

Для этого воспользуемся малярной массой кислорода

Na=6,02*10

n-? n=

Ответ:

Задача 11. Найти среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа при давлении 30 кПа. Концентрация молекул газа при указанном давление 5*10.

Дано СИ Решение

P=30 кПа 3*10Па Р= E_к E

N=5*10

Е-? Ответ:9*10

1 Дмитриева В.Ф. Физика// Учебное пособие для средних специальных учебных заведений. М.,2003

2</<sup> Рябоволов Г.И., Дадалова Н.Р., Самойленко П.И., Сборник дидактических заданий по физике. М.,2000