Вопросы экзаменационного теста по дисциплине "Молекулярная физика"

вопросы экзаменационного теста по молекулярной  физике

III  курс

1.  Взаимодействие молекул. Измерения скоростей. Распределения скоростей

1.1  Из каких макроскопических измерений можно получить данные о размерах молекул?  Охарактеризуйте точность определения размеров предложенных вами способов.

1.2  Во сколько, примерно, раз отличаются средние расстояния между молекулами в твердом и газообразном (газ при атмосферном давлении и комнатной температуре) состоянии?

1.3  Какие экспериментальные способы изучения молекулярного строения веществ вам известны? В чем они состоят?

1.4  Какова идея опыта Перрена по определению числа Авогадро?

1.5 Чем отличаются взаимодействия молекул воды во льде и в водяном паре?

1.6 График зависимости потенциальной энергии взаимодействия двух молекул U(r) имеет вид, изображенный на рисунке. Укажите область значений расстояний между молекулами где молекулы отталкиваются... Притягиваются. По графику U(r) постройте график зависимости силы взаимодейст­вия молекул от расстояния.

1.7  Что такое селектор скоростей? Как  он действует? Для каких целей он может быть использован?

1.8  Как действует установка Штерна с вращающимися цилиндрами для измерения скоростей молекул газа? Как определяют скорость молекул с ее помощью?

1.9 Объясните, почему изображение щели в установке Штерна с вращающимися цилиндрами оказывается размытым. Как можно использовать информацию о законе размытия изображения для нахождения распределения молекул по скоростям?

1.10 Для измерения скорости частицы необходимо измерить ее перемещение и время, за которое было совершено это перемещение. Как измеряется время при измерении скоростей молекул с помощью установки Штерна с вращающимся цилиндром?

1.11 Два состояния одного и того же идеального газа лежат на одной изотерме. В каком состоянии - с большим или меньшим объемом внутренняя энергия газа больше? Как изменится ответ, если учитывать взаимодействие молекул?

1.12 Изобразите примерный вид плотности распределения молекул по проекциям скоростей. Какой параметр характеризует распределение. Как изменяется вид плотности распределения молекул по проекциям скоростей при понижении температуры?

1.13 Что больше наивероятнейшее или среднее значение модуля скорости молекул? Ответ аргументируйте.

1.14 Как используя распределения молекул по проекциям скоростей найти распределение молекул по модулю скорости?

1.15 Как оценить среднюю длину пробега молекул? Можно ли считать, что средняя длина свободного пробега равна среднему расстоянию между молекулами в газе? Объясните, почему средняя длина свободного пробега растет с повышением температуры.

1.16 Маленький тонкостенный стеклянный сосуд с гелием погрузили в огромный баллон с азотом при атмосферном давлении. Стекло слабо проницаемо для гелия, но непроницаемо для азота. Каким будет состояние системы после установления равновесия?

2.  Температура. Давление газа

2.1 В состоянии теплового равновесия температуры в каждой точке тела одинаковы. В термодинамике, то есть науке о тепловых явлениях, которая не основана на молекулярных представлениях, температура является первичным понятием и определяется перечислением свойств. Перечислите свойства температуры, которые определяют ее как физическую величину. Что такое термометрические параметры? Приведите примеры термометрических параметров.

2.2 Проведите рассуждения, показывающие, что средняя кинетическая энергия молекул газа обладает всеми свойствами температуры, а поэтому ее можно использовать в качестве термометрического параметра.