МКТ и Термодинамика

1. Парциальное давление водяного пара — это давление этого отдельно взятого пара в атмосфере. Так как в субботу это давление было больше, чем в воскресенье, а температура оставалась постоянной, то плотность водяного пара в субботу была больше, чем в воскресенье.

2. Относительная влажность воздуха определяется как $$\varphi = \frac{P}{P_{\text{н}}} \cdot 100\%,$$ где $P$ — парциальное давление водяного пара, $P_{\text{н}}$ — давление насыщенного пара (табличная величина, зависящая только от температуры). Так как давление $P$ в субботу было больше, чем в воскресенье, а давление насыщенного пара оставалось неизменным (температура не менялась), то относительная влажность в субботу была больше, чем в воскресенье.

3. Концентрация молекул пара при постоянной температуре пропорциональна давлению пара, следовательно, в субботу концентрация была больше, чем в воскресенье.

4. Давление насыщенных паров было одинаково в оба дня, так как температура не менялась.

5. Так как концентрация молекул водяного пара в субботу была больше, чем в воскресенье, то масса этого пара в субботу была больше, чем в воскресенье

1. Давление паров ртути при $100\,^\circ$C меньше давления паров аммиака при той же температуре. Это означает, что кинетическая энергия молекул ртути ниже, чем у аммиака, следовательно, ртути нужно сообщить большее количество теплоты, чем аммиаку, чтобы довести ее до кипения.

2. Давление паров аммиака выше, чем воды при температуре $100\,^\circ$C, следовательно, кинетическая энергия молекул аммиака выше, чем у воды, и воде нужно большее количество теплоты (более высокую температуру), чтобы она закипела, чем аммиаку.

3. Ртуть кипит при температуре примерно $357\,^\circ$C, следовательно, чтобы довести 1 кг ртути со $100\,^\circ$C до $357\,^\circ$C, нужно затратить теплоты $$Q = c m \Delta t,$$ где $c = 138\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}}$ — удельная теплоёмкость ртути; $m=1$,кг — масса ртути. Подставляя эти значения, получаем: $$Q = 138 \cdot 1 \cdot 257 = 35466\,\text{Дж},$$ что составляет $35{,}466$,кДж.

4. В насыщенном паре число молекул, вылетающих из жидкости и возвращающихся в жидкость, одинаковое. Это возможно только в том случае, когда давление насыщенного пара равно атмосферному (в случае с открытым сосудом).

5. При давлении $59\cdot 10^5$ Па аммиак уже кипит, следовательно, его насыщенный пар не будет превышать данную величину.

1. Давление насыщенного пара эфира выше давления насыщенного пара сероуглерода, следовательно, температура кипения эфира ниже температуры кипения сероуглерода.

2. Давление насыщенного пара воды ниже давления насыщенного пара сероуглерода, следовательно, температура кипения воды выше температуры кипения сероуглерода.

3. Для вычислений необходимы значения удельной теплоемкости жидкого сероуглерода и его температуры кипения. Этих величин нет в справочных данных, поэтому вычисления невозможны, поэтому утверждение неверно.

4. Вещество закипает, когда давление насыщенного пара становится равным атмосферному, а не превышает его. Значение 442 мм рт. ст. — это давление насыщенного пара эфира при $20\,^\circ\text{C}$, оно меньше атмосферного. Следовательно, утверждение неверно.

5. В насыщенном паре число молекул, вылетающих из жидкости и возвращающихся в жидкость, одинаково. Это возможно только в том случае, когда давление насыщенного пара равно атмосферному (в случае с открытым сосудом).

1)  Верно. Так как объем прямо пропорционален абсолютной температуре, то давление газа в процессе CD постоянно. Объем газа уменьшается, следовательно газ совершает отрицательную работу, а внешние силы  — положительную работу.

2)  Верно. В процессе DA происходит изохорное охлаждение. Следовательно давление уменьшается.

3)  Верно. Так как температура постоянна, то в процессе ВС внутренняя энергия газа не изменяется.

4)  Неверно. В точке В объем газа максимальный, тогда концентрация минимальна.

5)  Неверно. В процессе АВ газ нагревается и расширяется, следовательно, он совершает положительную работу и его внутренняя энергия увеличивается. По первому закону термодинамики количество теплоты положительное, значит, газ теплоту получает.

1. Процессы AB и CD проходят при постоянном объёме, поэтому работа газа на этих участках не совершается. Участок BC — это изотермическое расширение, а DA — изотермическое сжатие. Поскольку расширение (BC) происходит при более высокой температуре, а изменение объёма одинаково для обеих изотерм, работа, выполняемая газом в процессе BC, превышает работу, совершаемую над газом при сжатии в процессе DA. Следовательно, за цикл газ совершает положительную работу. Данное утверждение неверно.

2. На участке AB температура и внутренняя энергия газа возрастают, при этом работа не производится, а значит, газ получает положительное количество теплоты. Это утверждение верно.

3. Во время процесса BC объём газа увеличивается при постоянной температуре, соответственно внутренняя энергия остаётся неизменной. Это утверждение верно.

4. В ходе процесса CD объём остаётся постоянным, поэтому работа газа здесь не совершается. Это утверждение неверно.

5. На участке DA происходит изотермическое сжатие газа. Данное утверждение неверно.