Które twierdzenie NIE należy do założeń modelu gazu doskonałego?

Cząsteczki silnie się przyciągają

Ruch cząsteczek jest chaotyczny

Cząsteczki są punktami materialnymi

Ciśnienie gazu wynika z

zderzeń cząsteczek ze ściankami naczynia

ładunku elektrycznego cząsteczek

Praca wykonana przez gaz w cyklu to

pole figury zamkniętej na wykresie p(V)

różnica temperatur grzejnika i chłodnicy

iloczyn p i V w punkcie początkowym

Drgania i termodynamika (rozszerzenie) – powtórka do sprawdzianu

ogarniam.edu.pl · Fizyka · klasa 3 LOściąga z działu · próbny test: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/powtorka/drgania-i-termodynamika-rozszerzenie/

Sprawdzian albo kartkówka z działu „Drgania i termodynamika (rozszerzenie)”? Przeczytaj ściągę, rozwiąż próbny test (18 pytań z odpowiedziami), a potem sprawdź się w teście z wynikiem i oceną.

✎Ściąga z działu

Ruch harmoniczny – wychylenie, prędkość, przyspieszenie (rozszerzenie)

x = A · sin(ω · t + φ), gdzie ω = 2π przez T = 2π · f.
v = A · ω · cos(ω · t + φ), a = −⁠ω² · x = −⁠A · ω² · sin(ω · t + φ); v_max = A · ω, a_max = A · ω².
Oznaczenia: x — wychylenie [m]; A — amplituda [m]; ω — częstość kołowa [rad/s]; t — czas [s]; φ — faza początkowa [rad]; T — okres [s]; f — częstotliwość [Hz].

Sprężyna, wahadło, energia i rezonans (rozszerzenie)

Ciężarek na sprężynie: ω = pierwiastek z k przez m, czyli T = 2π · pierwiastek z m przez k. Wahadło matematyczne (małe wychylenia): T = 2π · pierwiastek z l przez g.
Oznaczenia: T — okres [s]; ω — częstość kołowa [rad/s]; m — masa [kg]; k — współczynnik sprężystości [N/m]; l — długość wahadła [m]; g — przyspieszenie ziemskie, g ≈ 9,81 m/s².
Przykład 1. Dane: k = 100 N/m, m = 0,25 kg. Obliczenia: T = 2π · pierwiastek z 0,25 przez 100 s = 2π · 0,05 s ≈ 0,31 s. Odpowiedź: T ≈ 0,31 s.

Bilans cieplny i przemiany fazowe (rozszerzenie)

Q = m · c · ΔT (ogrzewanie bez przemiany), Q = m · L (przemiana fazowa), I zasada: ΔU = Q + W_nad.
Oznaczenia: Q — ciepło [J]; m — masa [kg]; c — ciepło właściwe [J/(kg·K)]; ΔT — zmiana temperatury [K] (taka sama w °C); L — ciepło przemiany fazowej [J/kg]; ΔU — zmiana energii wewnętrznej [J]; W_nad — praca wykonana nad układem [J].
Przykład 1. Dane: miedź m₁ = 0,2 kg, c₁ = 385 J/(kg·K), t₁ = 100°C; woda m₂ = 0,5 kg, c₂ = 4200 J/(kg·K), t₂ = 20°C. Szukane: t_k.

Gaz doskonały – równanie Clapeyrona i przemiany (rozszerzenie)

p · V = n · R · T. Temperaturę wstawiaj zawsze w kelwinach, ciśnienie w Pa, objętość w m³.
Przy stałym ciśnieniu W_gazu = p · ΔV; ogólnie W_gazu to pole pod wykresem p(V). Przy rozprężaniu W_gazu > 0 i W_nad < 0, przy sprężaniu odwrotnie.
Oznaczenia: p — ciśnienie [Pa]; V — objętość [m³]; n — liczba moli [mol]; R — stała gazowa, R = 8,31 J/(mol·K); T — temperatura bezwzględna [K], T = t + 273 (t w °C).

Model kinetyczny gazu i ciepło molowe (rozszerzenie)

p = 1 przez 3 · N przez V · m · ⟨v²⟩ = 2 przez 3 · N przez V · ⟨E_k⟩, ⟨E_k⟩ = 3 przez 2 · k_B · T. Temperatura bezwzględna jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek.
Gaz jednoatomowy: U = 3 przez 2 · n · R · T. Ciepło: Q = n · C · ΔT. C_V = 3 przez 2 · R, C_p = C_V + R.
Założenia: cząsteczki są punktami materialnymi, zderzają się sprężyście ze sobą i ze ściankami, poza zderzeniami nie oddziałują, a ich ruch jest chaotyczny.

Silniki cieplne i II zasada termodynamiki (rozszerzenie)

W = Q_p − Q_o, η = W przez Q_p.
Oznaczenia: η — sprawność [bez jednostki lub %]; W — praca użyteczna wykonana w jednym cyklu [J]; Q_p — ciepło pobrane od grzejnika [J]; Q_o — ciepło oddane chłodnicy [J].
Przykład 1. Dane: Q_p = 500 J, Q_o = 350 J. Obliczenia: W = 500 J − 350 J = 150 J, η = 150 J przez 500 J = 0,30. Odpowiedź: W = 150 J, η = 30%.

?Próbny sprawdzian

Pytania z każdego tematu działu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź z wyjaśnieniem.

Częstość kołowa drgań o okresie T to
1. A1/T
2. BT/2π
3. C2π·T
4. D2π/T
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 2π/T – ω = 2π/T = 2πf; wartość 1/T to częstotliwość f.
Wychylenie opisuje wzór x = 0,05·sin(4πt), gdzie x w metrach, t w sekundach. Okres drgań to
1. A0,05 s
2. B4π s
3. C0,5 s
4. D2 s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 0,5 s – ω = 4π rad/s, więc T = 2π/ω = 2π/4π = 0,5 s.
Gdzie prędkość w ruchu harmonicznym ma największą wartość?
1. Aw połowie amplitudy
2. Bw położeniu równowagi
3. Cwszędzie taką samą
4. Dw położeniach skrajnych
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: w położeniu równowagi – W x = 0 cała energia drgań jest kinetyczna.
Okres ciężarka o masie m na sprężynie o współczynniku k wynosi
1. A2π·m/k
2. B√(m/k)
3. C2π√(m/k)
4. D2π√(k/m)
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 2π√(m/k) – T rośnie z masą i maleje ze wzrostem sztywności sprężyny.
Okres wahadła matematycznego (małe wychylenia) to
1. A2π√(l/g)
2. B2π√(g/l)
3. C2π·l/g
4. D2π√(m/l)
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 2π√(l/g) – Zależy od długości i g, nie od masy.
Sprężyna k = 100 N/m, ciężarek m = 0,25 kg. Okres drgań wynosi ok.
1. A3,1 s
2. B0,16 s
3. C0,31 s
4. D0,05 s
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 0,31 s – T = 2π·√(0,25/100) s = 2π·0,05 s ≈ 0,31 s.
Ciepło potrzebne do ogrzania ciała bez przemiany fazowej wynosi
1. Am·c/ΔT
2. Bm·L
3. Cm·c·ΔT
4. Dc·ΔT/m
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: m·c·ΔT – Q = mcΔT, gdzie c to ciepło właściwe.
Ciepło potrzebne do stopienia ciała w temperaturze topnienia wynosi
1. Am·c·ΔT
2. BL/m
3. Cm·L
4. Dm·c
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: m·L – W czasie przemiany temperatura się nie zmienia, więc Q = mL.
I zasada termodynamiki (W_nad – praca wykonana nad układem) ma postać
1. AΔU = Q·W_nad
2. BΔU = Q + W_nad
3. CΔU = W_nad − Q
4. DΔU = Q − W_nad
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: ΔU = Q + W_nad – Energia wewnętrzna rośnie o dostarczone ciepło i o pracę wykonaną nad układem.
Równanie Clapeyrona ma postać
1. ApV = RT/n
2. BpT = nRV
3. CpV = nRT
4. Dp/V = nRT
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: pV = nRT – Dla n moli gazu doskonałego iloczyn pV jest równy nRT.
Jeden mol gazu w T = 300 K pod ciśnieniem 1,0·10⁵ Pa zajmuje objętość ok.
1. A2,5·10^−⁠3 m³
2. B2,5·10^−⁠2 m³
3. C25 m³
4. D0,25 m³
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 2,5·10^−⁠2 m³ – V = nRT/p = 8,31 · 300 / 10⁵ m³ ≈ 0,025 m³.
W przemianie izochorycznej gaz ogrzano z 27°C do 87°C. Ciśnienie wzrosło
1. A60 razy
2. B1,2 razy
3. Cwcale
4. D3,2 razy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 1,2 razy – p₂/p₁ = T₂/T₁ = 360 K/300 K = 1,2; iloraz 87/27 ≈ 3,2 to błąd użycia °C.
Które twierdzenie NIE należy do założeń modelu gazu doskonałego?
1. ACząsteczki silnie się przyciągają
2. BZderzenia są sprężyste
3. CRuch cząsteczek jest chaotyczny
4. DCząsteczki są punktami materialnymi
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Cząsteczki silnie się przyciągają – W modelu gazu doskonałego poza zderzeniami cząsteczki nie oddziałują.
Ciśnienie gazu wynika z
1. Aładunku elektrycznego cząsteczek
2. Bciężaru cząsteczek
3. Czderzeń cząsteczek ze ściankami naczynia
4. Dprzyciągania się cząsteczek
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: zderzeń cząsteczek ze ściankami naczynia – Przy odbiciach cząsteczki działają na ściankę siłą; na jednostkę powierzchni to ciśnienie.
Średnia energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczki gazu to
1. A(1/2)·k_B·T
2. B(3/2)·R·T
3. C(3/2)·k_B·T
4. Dk_B·T
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: (3/2)·k_B·T – Dla gazu doskonałego ⟨E_k⟩ = (3/2)k_BT; RT dotyczy mola, nie cząsteczki.
Silnik pobiera w cyklu 500 J ciepła i oddaje chłodnicy 350 J. Wykonana praca wynosi
1. A350 J
2. B500 J
3. C850 J
4. D150 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 150 J – W = Q_p − Q_o = 500 J − 350 J = 150 J.
Silnik pobiera 500 J ciepła i oddaje chłodnicy 350 J. Jego sprawność wynosi
1. A30%
2. B70%
3. C43%
4. D150%
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 30% – η = W/Q_p = 150/500 = 30%; 43% to błędne W/Q_o.
Praca wykonana przez gaz w cyklu to
1. Aobwód figury na wykresie p(V)
2. Bróżnica temperatur grzejnika i chłodnicy
3. Ciloczyn p i V w punkcie początkowym
4. Dpole figury zamkniętej na wykresie p(V)
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: pole figury zamkniętej na wykresie p(V) – W cyklu praca to pole wewnątrz pętli na wykresie p(V).

Sprawdzian już blisko? Zrób test z całego działu

10 losowych pytań z tematów działu, wynik w procentach i ocena od 1 do 6. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Test z działu · 10 pytań Wszystkie tematy: Fizyka