Debye'nin küp yasası bir yasadır. Debye'nin küp kanunu - dönme enerji seviyeleri kanunu

80. 200°C sıcaklıkta hidrojen molekülündeki titreşim hareketlerini dikkate almazsak İLE, o zaman kinetik enerji ( J) 4'teki tüm moleküllerin G hidrojen... Cevap:

81. Fizyoterapide frekans ve yoğunlukta ultrason kullanılır, yoğunluktaki insan yumuşak dokularında bu tür ultrasona maruz bırakıldığında moleküllerin titreşim genliği ...
(İnsan vücudundaki ultrasonik dalgaların hızını angstrom olarak ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın.) Cevap: 2.

82. Karşılıklı olarak dik iki titreşim eklenir. Karşılık gelen yörünge sayısı ile nokta salınım yasaları arasında bir yazışma kurun M koordinat eksenleri boyunca
Cevap:

1

2

3

4

83. Şekil, belirli bir hızla yayılan enine ilerleyen bir dalganın profilini göstermektedir. Bu dalganın denklemi ifadedir ...
Cevap:

84. Açısal momentumun korunumu yasası, bir atomdaki elektronun bir seviyeden diğerine olası geçişlerine kısıtlamalar getirir (seçim kuralı). Hidrojen atomunun enerji spektrumunda (bkz. Şekil), geçiş yasaktır ...
Cevap:

85. Hidrojen atomundaki bir elektronun enerjisi, ana kuantum sayısının değeri ile belirlenir. Eğer , o zaman eşittir... Cevap: 3.

86. . Bir atomdaki bir elektronun açısal momentumu ve uzaysal yönelimleri, vektörün uzunluğunun elektronun yörüngesel açısal momentumunun modülü ile orantılı olduğu bir vektör diyagramı ile koşullu olarak gösterilebilir. Şekil vektörün olası yönelimlerini göstermektedir.
Cevap: 3.

87. Genel durumda durağan Schrödinger denklemi şu şekildedir: . Burada Bir mikropartikülün potansiyel enerjisi. Bir parçacığın üç boyutlu sonsuz derinlikteki bir potansiyel kutusundaki hareketi denklemi açıklar ... Cevap:

88. Şekil, Bohr modeline göre bir hidrojen atomundaki bir elektronun sabit yörüngelerini şematik olarak göstermektedir ve ayrıca bir elektronun bir sabit yörüngeden diğerine geçişlerini, bir enerji kuantumunun emisyonu ile birlikte göstermektedir. Spektrumun ultraviyole bölgesinde, bu geçişler görünürde Lyman serisini, Balmer serisini, kızılötesinde ise Paschen serisini verir.

Paschen serisindeki en yüksek kuantum frekansı (şekilde gösterilen geçişler için) geçişe karşılık gelir… Cevap:



89. Proton ve döteron aynı hızlanma potansiyel farkını geçmişse, de Broglie dalga boylarının oranı ... Cevap:

90. Şekilde hareket eden bir elektronun hız vektörü gösterilmektedir:

İLE yönlendirildi... Cevap: bizden

91. Küçük bir elektrikli kazan, arabada çay veya kahve içmek için bir bardak suyu kaynatabilir. Akü voltajı 12 İÇİNDE. Eğer 5 yaşındaysa dk. 200 ısıtır ml 10 ila 100° arası su İLE, ardından mevcut güç (içinde A
j/kg. İLE.)Cevap: 21

92. Alanı 100 olan iletken bir düz devre cm2 TL mV), eşittir ... Cevap: 0,12

93. Dielektriklerin yönelimsel polarizasyonu şu şekilde karakterize edilir: Cevap: Moleküllerin termal hareketinin dielektrik polarizasyon derecesi üzerindeki etkisi

94. Şekiller, çeşitli yük dağılımları için alan kuvvetinin grafiklerini göstermektedir:


R resimde gösterilmiştir... Cevap: 2.



95. Maxwell denklemleri, elektrostatik ve elektromanyetizmanın en önemli yasalarının genelleştirilmesine dayanarak formüle edilmiş, klasik makroskopik elektrodinamiğin temel yasalarıdır. İntegral formdaki bu denklemler aşağıdaki forma sahiptir:
1). ;
2). ;
3). ;
4). 0.
Maxwell'in üçüncü denklemi bir genellemedir Cevap: Ortamdaki elektrostatik alan için Ostrogradsky-Gauss teoremleri

96. Absorpsiyon bantlarından birinin bölgesindeki dağılım eğrisi şekilde gösterilen forma sahiptir. Bölüm için faz ve grup hızları arasındaki ilişki M.Ö benziyor...
Cevap:

1. 182 . İdeal bir ısı makinesi Carnot çevrimine göre çalışır (iki izoterm 1-2, 3-4 ve iki adiabat 2-3, 4-1).

İzotermal genleşme 1-2 sürecinde, çalışma akışkanının entropisi ... 2) değişmez

2. 183. İzokorik bir işlem sırasında bir gazın iç enerjisinde değişiklik mümkündür ... 2) dış ortamla ısı alışverişi olmadan

3. 184. Silah ateşlendiğinde, mermi ufka belli bir açıyla yerleştirilmiş namludan dışarı uçtu ve uzunlamasına ekseni etrafında açısal bir hızla dönüyordu. Merminin bu eksene göre atalet momenti, merminin namlu içindeki hareket zamanı. Atış sırasında silahın namlusuna bir anlık kuvvet etki eder ... 1)

Bir hızda dönen bir elektrik motorunun rotoru , kapattıktan sonra 10 saniye sonra durdu. Elektrik motorunu kapattıktan sonra rotor yavaşlamasının açısal ivmesi sabit kaldı. Hızın frenleme süresine bağımlılığı grafikte gösterilmektedir. Rotorun durmadan önce yaptığı devir sayısı ... 3) 80

5. 186. İdeal bir gazın minimum iç enerjisi vardır.

2) 1

6. 187. Yarıçapı R ve kütlesi M olan bir top açısal hızla dönmektedir. Dönme hızını 2 kat artırmak için gereken iş eşittir ... 4)

7. 189 . İki yarı ömre eşit bir zaman aralığından sonra, bozulmamış radyoaktif atomlar kalacaktır. 2)25%

8. 206 . Carnot çevrimine göre çalışan bir ısı motoru (şekle bakın), ...

4)

9. 207. Sıcaklıklardaki çok atomlu gaz molekülleri için nükleer titreşim enerjisinin gazın ısı kapasitesine katkısı ihmal edilebilir düzeydeyse, aşağıda önerilen ideal gazların (hidrojen, nitrojen, helyum, su buharı), izokorik ısı kapasitesi (evrensel gaz) sabit) bir mol var ... 2) su buharı

10. 208.

İdeal bir gaz, 1. durumdan 3. duruma iki şekilde aktarılır: 1-3 ve 1-2-3 yolu boyunca. Gazın yaptığı işin oranı... 3) 1,5

11. 210. Basınçta 3 kat artış ve hacimde 2 kat azalma ile ideal bir gazın iç enerjisi ... 3) 1,5 kat artacak

12. 211.

13. Yarıçapı olan bir top, aralarındaki mesafe 120 cm'yi 2 saniyede geçen iki paralel cetvel boyunca kaymadan düzgün bir şekilde yuvarlanıyor. Topun açısal hızı... 2)

14. 212 . Tamburun üzerine, ucuna bir kütle yükünün bağlandığı yarıçaplı bir kordon sarılır. Yük ivmeyle birlikte alçalır. Tamburun eylemsizlik momenti... 3)

15. 216. İçinden akımın aktığı düz uzun bir iletkenle aynı düzlemde dikdörtgen bir tel çerçeve bulunur.Çerçevedeki endüksiyon akımı, ...

3) OX ekseninin negatif yönünde öteleme hareketi

16. 218. Yönü şekilde gösterilen, manyetik dipol momentli bir akıma sahip bir çerçeve, düzgün bir manyetik alandadır:

Manyetik bir dipole etki eden kuvvetlerin momenti ... 2) resmin düzlemine bize dik

17. 219. Gaz moleküllerinin sıcaklıktaki ortalama kinetik enerjisi, bir moleküldeki ve molekülün kendisindeki atomların çeşitli hareket türlerinin olasılığı ile ilişkili olan konfigürasyonlarına ve yapılarına bağlıdır. Molekülün bir bütün olarak öteleme ve dönme hareketi olması koşuluyla, bir su buharı molekülünün () ortalama kinetik enerjisi ... 3)

18. 220. Hidrojen atomundaki bir elektronun özfonksiyonları üç tam sayı parametresi içerir: n, l ve m. n parametresine ana kuantum sayısı, l ve m parametrelerine ise sırasıyla yörünge (azimut) ve manyetik kuantum sayıları adı verilir. Manyetik kuantum sayısı m belirler ... 1) Elektronun yörüngesel açısal momentumunun belirli bir yönde izdüşümü

19. 221. Sabit Schrödinger denklemi Potansiyel enerji şu şekildeyse, serbest bir parçacığın hareketini tanımlar ... 2)

20. 222. Şekil, dielektrik polarizasyonunun P dış elektrik alanının E gücüne bağımlılığının doğasını yansıtan grafikleri göstermektedir.

Polar olmayan dielektrikler eğriye karşılık gelir ... 1) 4

21. 224. Yatay olarak uçan bir mermi, pürüzsüz bir yatay yüzey üzerinde yatan bir bloğu deliyor. "Kurşun - çubuk" sisteminde ... 1) momentum korunur, mekanik enerji korunmaz

22. Çember 2,5 m yüksekliğindeki bir tepeden kaymadan yuvarlanıyor, sürtünmeyi ihmal etmek koşuluyla çemberin tepenin tabanındaki hızı (m/s cinsinden) ... 4) 5

23. 227.T Kısa süreli bir etkinin etkisi altında vücudun momentumu değişti ve şekilde gösterildiği gibi eşitlendi:

Çarpma anında kuvvet şu yönde hareket etti... Cevap: 2

24. 228. Hızlandırıcı radyoaktif çekirdeğe hızı bildirdi (c, ışığın boşluktaki hızıdır). Hızlandırıcıdan ayrıldığı anda çekirdek, hızı hızlandırıcıya göre olan bir β parçacığını hareket yönünde fırlattı. β parçacığının çekirdeğe göre hızı... 1) 0,5 sn

25. 231. Gaz moleküllerinin sıcaklıktaki ortalama kinetik enerjisi, bir moleküldeki ve molekülün kendisindeki atomların çeşitli hareket türlerinin olasılığı ile ilişkili olan konfigürasyonlarına ve yapılarına bağlıdır. Molekülün bir bütün olarak öteleme, dönme hareketi ve moleküldeki atomların salınım hareketi olması koşuluyla, salınım hareketinin ortalama kinetik enerjisinin nitrojen molekülünün () toplam kinetik enerjisine oranı .. . 3) 2/7

26. 232. Spin kuantum sayısı s belirler ... Bir atomdaki elektronun içsel mekanik momenti

27. 233. Eğer bir hidrojen molekülü, bir pozitron, bir proton ve bir -partikül aynı de Broglie dalga boyuna sahipse, o zaman ... 4) pozitron

28. Parçacık, 0,2 nm genişliğinde geçilmez duvarlara sahip dikdörtgen tek boyutlu bir potansiyel kutusundadır. Bir parçacığın ikinci enerji seviyesindeki enerjisi 37,8 eV ise dördüncü enerji seviyesinde _____ eV olur. 2) 151,2

29. Genel durumda durağan Schrödinger denklemi şu şekildedir: . Burada Bir mikropartikülün potansiyel enerjisi. Sonsuz yüksek duvarlara sahip tek boyutlu bir potansiyel kutusundaki bir elektron aşağıdaki denkleme karşılık gelir: 1)

30. İntegral formdaki bir elektromanyetik alan için Maxwell denklemlerinin tam sistemi şu şekildedir:

,

,

Aşağıdaki denklem sistemi:

Şunun için geçerli... 4) Ücretsiz ücretlerin olmadığı durumlarda elektromanyetik alan

31. Şekilde zıt yönlü akımlara sahip iki düz uzun paralel iletkenin kesitleri gösterilmektedir ve. Manyetik alan indüksiyonu bölümde sıfıra eşittir ...

4) d

32. İletken bir atlama teli, düzgün bir manyetik alanda bulunan paralel metal iletkenler boyunca sabit ivmeyle hareket eder (bkz. Şekil). Jumper'ın ve kılavuzların direnci ihmal edilebilirse, endüksiyon akımının zamana bağımlılığı bir grafikle gösterilebilir ...

33. Şekiller, harmonik yasasına göre salınan maddi bir noktanın hızının ve ivmesinin zamana bağlılığını göstermektedir.

Noktanın döngüsel salınım frekansı ______ Cevap: 2

34. Aynı frekans ve genliğe sahip, aynı yöndeki iki harmonik salınım ve'ye eşittir. Eklenen salınımların faz farkı ile ortaya çıkan salınımın genliği arasında bir yazışma kurun.

35. Cevap seçenekleri:

36. Elastik bir dalganın frekansı, hızı değiştirilmeden 2 kat artırılırsa dalganın şiddeti ___ kat artacaktır. Cevap: 8

37. OX ekseni boyunca yayılan bir düzlem dalganın denklemi şu şekildedir: . Dalga boyu (m cinsinden) ... 4) 3,14

38. Bir elektronun Compton saçılması sonucu 100 keV enerjiye sahip bir foton, 90°'lik bir açıyla saptı. Saçılan fotonun enerjisi _____. Cevabınızı keV cinsinden ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın. Bir elektronun dinlenme enerjisinin 511 keV olduğunu unutmayın. Cevap: 84

39. Bir sıvıdaki ışının kırılma açısı: Yansıyan ışının tamamen polarize olduğu biliniyorsa, sıvının kırılma indisi ... 3) 1,73

40. İnce duvarlı dairesel bir silindirin dönme ekseni kütle merkezinden generatrikse aktarılırsa (Şek.), O zaman yeni eksene göre eylemsizlik momenti _____ katıdır.

1) 2 oranında artacak

41. Bir disk yatay bir yüzey üzerinde düzgün bir şekilde, kaymadan bir hızla yuvarlanmaktadır. Diskin kenarında yer alan A noktasının hız vektörü şu yönde yönlendirilmiştir:

3) 2

42. Küçük bir disk, A noktasından itibaren pürüzsüz bir buz tepesi boyunca başlangıç ​​hızı olmadan hareket etmeye başlıyor. Hava direnci ihmal edilebilir. Diskin potansiyel enerjisinin x koordinatına bağımlılığı grafikte gösterilmektedir:

Diskin C noktasındaki kinetik enerjisi B noktasına göre ______'dir. 4) 2 kat daha fazla

43. Uzunluğu l olan ağırlıksız bir çubuğun uçlarına iki küçük masif top sabitlenmiştir. Çubuk, çubuğun ortasından geçen dikey bir eksen etrafında yatay bir düzlemde dönebilir. Çubuk açısal hıza kadar döndürülür. Sürtünme etkisi altında çubuk durdu ve 4 J ısı açığa çıktı.

44. Çubuk açısal hıza kadar bükülmezse, çubuk durduğunda, eşit miktarda ısı (J cinsinden) açığa çıkacaktır ... Cevap : 1

45. Boşluktaki ışık dalgaları ... 3) enine

46. ​​​​Rakamlar, harmonik yasaya göre salınan maddi bir noktanın koordinatlarının zamana bağlılığını ve hızını göstermektedir:

47. Bir noktanın (in) döngüsel salınım frekansı eşittir ... Cevap: 2

48. Yoğunluğa sahip elastik bir ortamda bir dalganın taşıdığı enerji akışının yoğunluğu, sabit bir dalga hızı ve frekansında 16 kat arttı. Aynı zamanda dalganın genliği _____ kat (a) arttı. Cevap: 4

49. Harici bir fotoelektrik etkiye sahip doygunluk fotoakımının büyüklüğü ... 4) gelen ışığın yoğunluğu hakkında

50. Şekil, hidrojen atomunun enerji seviyelerinin bir diyagramını göstermektedir ve ayrıca bir elektronun bir enerji kuantumunun emisyonu ile birlikte bir seviyeden diğerine geçişlerini koşullu olarak göstermektedir. Spektrumun ultraviyole bölgesinde bu geçişler Lyman serisini, görünür bölgede Balmer serisini, kızılötesi bölgede Paschen serisini vb. verir.

Hidrojen atomunun spektrumunun Balmer serisindeki minimum hat frekansının Lyman serisindeki maksimum hat frekansına oranı ... 3)5/36

51. Bir nötronun ve aynı hıza sahip bir α parçacığının de Broglie dalga boylarının oranı ... 4) 2

52. Durağan Schrödinger denklemi şu şekildedir: . Bu denklem şunu açıklıyor... 2) doğrusal harmonik osilatör

53. Şekil Carnot döngüsünü koordinatlarda şematik olarak göstermektedir:

54.

55. Bölgede entropide bir artış meydana geliyor... 1) 1–2

56. İki farklı sıcaklık için dış düzgün yerçekimi alanındaki ideal bir gazın basıncının yüksekliğe bağımlılığı şekilde gösterilmektedir.

57. Bu fonksiyonların grafikleri için ifadeler yanlıştır ki ... 3) ideal bir gazın basıncının yüksekliğe bağımlılığı yalnızca gazın sıcaklığına göre değil aynı zamanda moleküllerin kütlesine göre de belirlenir 4) sıcaklık sıcaklığın altında

1. Durağan Schrödinger denklemi şu şekildedir: .
Bu denklem hidrojen benzeri bir atomdaki bir elektronu tanımlar.
Şekil Carnot döngüsünü koordinatlarda şematik olarak göstermektedir:

Entropideki artış 1-2 bölgesinde gerçekleşir

2. Açık ( P,V)-diyagramı 2 döngüsel süreci gösterir.

Bu çevrimlerde yapılan işin oranı ... Cevap: 2.

3. Dış düzgün yerçekimi alanındaki ideal gaz basıncının iki farklı sıcaklık için yüksekliğe bağımlılığı şekilde gösterilmiştir.

Bu fonksiyonların grafikleri için vefasız sıcaklığın sıcaklıktan daha düşük olduğu ifadeleridir

İdeal bir gazın basıncının yüksekliğe bağımlılığı yalnızca gazın sıcaklığına göre değil aynı zamanda moleküllerin kütlesine göre de belirlenir.

4. Oda sıcaklığında, sabit basınçta ve sabit hacimde molar ısı kapasitelerinin oranı ... helyum için 5/3'tür.

5. Şekil, aynı hızla, şeklin düzlemine dik tekdüze bir manyetik alana uçan yüklü parçacıkların yörüngelerini göstermektedir. Aynı zamanda parçacıkların yükleri ve spesifik yükleri için de bu ifade doğrudur...

, ,

6. vefasız ferromıknatıslar için ifade şudur ...

Bir ferromıknatısın manyetik geçirgenliği, onun manyetik özelliklerini karakterize eden sabit bir değerdir.

7. Maxwell denklemleri, elektrostatik ve elektromanyetizmanın en önemli yasalarının genelleştirilmesine dayanarak formüle edilmiş, klasik makroskopik elektrodinamiğin temel yasalarıdır. İntegral formdaki bu denklemler aşağıdaki forma sahiptir:
1). ;
2). ;
3). ;
4). 0.
Maxwell'in dördüncü denklemi bir genellemedir...

manyetik alan için Ostrogradsky-Gauss teoremi

8. Direnci 2,5 10 -5 olan elektrik hattı telinin üzerinde bir kuş oturuyor Ohm her metre uzunluk için. Telden geçen akım 2 ise ka ve kuşun bacakları arasındaki mesafe 5'tir santimetre, sonra kuşa enerji verilir ...

9. Endüktansı 100 olan iletken dairesel devredeki akım gücü mH Zamanla değişir kanunen (SI birimlerinde):

Zaman 2'deki kendi kendine indüksiyon EMF'sinin mutlak değeri İle ____'ye eşittir; indüklenen akım yönlendirilirken ...

0,12 İÇİNDE; saat yönünün tersine

10. Bir nokta yük sistemi tarafından bir elektrostatik alan yaratılır.

A noktasındaki alan şiddeti vektörü şu yönde yönlendirilmiştir:

11. Bir atomdaki bir elektronun açısal momentumu ve uzaysal yönelimleri, vektörün uzunluğunun elektronun yörünge açısal momentumunun modülü ile orantılı olduğu bir vektör diyagramı ile koşullu olarak gösterilebilir. Şekil vektörün olası yönelimlerini göstermektedir.

Baş kuantum sayısının minimum değeri N belirtilen durum için 3

12. Genel durumda durağan Schrödinger denklemi şu şekildedir: . Burada Bir mikropartikülün potansiyel enerjisi. Bir parçacığın üç boyutlu sonsuz derin potansiyel kutusundaki hareketi denklemi açıklar

13. Şekil, Bohr modeline göre bir hidrojen atomundaki bir elektronun sabit yörüngelerini şematik olarak göstermektedir ve ayrıca bir elektronun bir sabit yörüngeden diğerine geçişlerini, bir enerji kuantumunun emisyonu ile birlikte göstermektedir. Spektrumun ultraviyole bölgesinde, bu geçişler görünürde Lyman serisini, Balmer serisini, kızılötesinde ise Paschen serisini verir.

Paschen serisindeki en yüksek kuantum frekansı (şekilde gösterilen geçişler için) geçişe karşılık gelir

14. Proton ve döteron aynı hızlanma potansiyel farkını geçmişse, de Broglie dalga boylarının oranı şöyledir:

15. Şekilde hareket eden bir elektronun hız vektörü gösterilmektedir:

Bir noktada hareket ederken elektronun yarattığı alanın manyetik indüksiyon vektörü İLE bizden gönderildi

16. Küçük bir elektrikli su ısıtıcısı, arabada çay veya kahve içmek için bir bardak suyu kaynatabilir. Akü voltajı 12 İÇİNDE. Eğer 5 yaşındaysa dk. 200 ısıtır ml 10 ila 100° arası su İLE, ardından mevcut güç (içinde A) pilden tüketilen eşittir ...
(Suyun ısı kapasitesi 4200 j/kg. İLE.) 21

17. 100 alanlı iletken düz devre cm2 manyetik indüksiyon çizgilerine dik bir manyetik alanda bulunur. Manyetik indüksiyon yasaya göre değişirse TL, daha sonra devrede o anda meydana gelen indüksiyon emk'si (şu anda) mV), 0,1'e eşittir

18. Dielektriklerin yönelimsel polarizasyonu, moleküllerin termal hareketinin dielektrik polarizasyon derecesi üzerindeki etkisiyle karakterize edilir.

19. Şekillerde çeşitli yük dağılımları için alan kuvveti grafikleri gösterilmektedir:


Yarıçaplı yüklü bir metal kürenin grafiği Rşekilde gösterilmiştir ... Cevap: 2.

20. Maxwell denklemleri, elektrostatik ve elektromanyetizmanın en önemli yasalarının genelleştirilmesine dayanarak formüle edilmiş, klasik makroskopik elektrodinamiğin temel yasalarıdır. İntegral formdaki bu denklemler aşağıdaki forma sahiptir:
1). ;
2). ;
3). ;
4). 0.
Üçüncü Maxwell denklemi, Ostrogradsky-Gauss teoreminin ortamdaki elektrostatik alan için bir genellemesidir.

21. Absorpsiyon bantlarından birinin bölgesindeki dağılım eğrisi şekilde gösterilen forma sahiptir. Bölüm için faz ve grup hızları arasındaki ilişki M.Ö benziyor...

22. Güneş ışığı ayna yüzeyine normal doğrultusunda düşüyor. Güneş radyasyonunun yoğunluğu 1,37 ise kW/m2, bu durumda ışığın yüzey üzerindeki basıncı _____ . (Cevabınızı ifade ediniz µPa ve tam sayıya yuvarlayın). Cevap: 9.

23. Dış fotoelektrik etki olgusu gözlenir. Bu durumda gelen ışığın dalga boyunun azalmasıyla geciktirme potansiyel farkının değeri artar.

24. Dalga boyu olan düzlemsel bir ışık dalgası, yüzeyine normal boyunca bir kırınım ızgarasına düşer.Izgara sabiti ise, o zaman yakınsak merceğin odak düzleminde gözlenen ana maksimumların toplam sayısı ... Cevap: 9 .

25. Bir parçacık iki boyutlu bir alanda hareket eder ve potansiyel enerjisi fonksiyonu tarafından verilir. Parçacığı (J cinsinden) C noktasından (1, 1, 1) B noktasına (2, 2, 2) hareket ettirmek için alan kuvvetlerinin işi ...
(Noktaların fonksiyon ve koordinatları SI birimi cinsinden verilmiştir.) Cevap: 6.

26. Patenci dikey bir eksen etrafında belirli bir frekansla döner. Ellerini göğsüne bastırırsa ve böylece dönme ekseni etrafındaki atalet momenti 2 kat azalırsa, artistik patencinin dönme frekansı ve dönme kinetik enerjisi 2 kat artacaktır.

27. Uzay aracına geometrik şekil şeklinde bir amblem uygulanmıştır:


Gemi şekildeki okla gösterilen yönde ışık hızına yakın bir hızla hareket ederse, sabit bir referans çerçevesinde amblem şekilde gösterilen şekli alacaktır.

28. Üç cisim ele alınmıştır: bir disk, ince duvarlı bir boru ve bir halka; ve kitleler M ve yarıçap R tabanları aynıdır.

Söz konusu cisimlerin belirtilen eksenlere göre eylemsizlik momentleri için aşağıdaki ilişki doğrudur:

29. Disk şekildeki beyaz okla gösterilen yönde dikey bir eksen etrafında düzgün bir şekilde dönmektedir. Zamanın bir noktasında disk kenarına teğetsel bir kuvvet uygulandı.

Bu durumda vektör 4, diskin açısal ivmesinin yönünü doğru bir şekilde gösterir.

30. Şekilde vücudun hızının zamana bağımlılığının bir grafiği gösterilmektedir. T.

Vücut ağırlığı 2 ise kilogram, sonra kuvvet (içinde H) vücuda etki etmek eşittir ... Cevap: 1.

31. Temel etkileşim türleri ve yarıçaplar arasında bir yazışma kurun (içinde M) onların hareketleri.
1.Yerçekimi
2. Zayıf
3. Güçlü

32. -bozunma şemaya göre meydana gelen nükleer bir dönüşümdür

33. Elektron yükü birimi cinsinden yük +1'dir; elektron kütlesi birimi cinsinden kütle 1836,2'dir; Birimlerdeki dönüş 1/2'dir. Bunlar protonun temel özellikleridir.

34. Lepton yükünün korunumu yasası, denklemle açıklanan süreci yasaklar

35. Enerjinin serbestlik derecelerine göre düzgün dağılımı yasasına göre, ideal bir gaz molekülünün belirli bir sıcaklıkta ortalama kinetik enerjisi T eşittir: . Burada , ve sırasıyla molekülün öteleme, dönme ve titreşim hareketlerinin serbestlik dereceleridir. Hidrojen () sayısı için Ben 7'ye eşittir

36. İdeal bir tek atomlu gazın döngüsel sürecinin bir diyagramı şekilde gösterilmiştir. Isıtma sırasındaki işin tüm döngü modülü için gaz işine oranı ...

37. Şekilde ideal gaz moleküllerinin dış tekdüze yerçekimi alanındaki dağılım fonksiyonlarının iki farklı gaz için yüksekliğe karşı grafikleri gösterilmektedir; burada gaz moleküllerinin kütleleri (Boltzmann dağılımı) bulunmaktadır.

Bu işlevler için ifadeler doğrudur ...

kütle kütleden daha fazladır

"sıfır seviyede" daha az kütleye sahip gaz moleküllerinin konsantrasyonu daha azdır

38. Isı, tersinir bir süreç sırasında yalıtılmamış bir termodinamik sisteme girdiğinde, entropi artışı için aşağıdaki ilişki doğru olacaktır:

39. Yürüyen dalga denklemi şu şekildedir: milimetre, - saniye, - metre cinsinden ifade edilir. Ortam parçacıklarının hızının genlik değerinin dalga yayılma hızına oranı 0,028'dir.

40. Sönümlü salınımların genliği (doğal logaritmanın tabanıdır) kadar azaldı. Zayıflama katsayısı (in) ... Cevap: 20.

41. Aynı frekans ve eşit genliklere sahip, aynı yöndeki iki harmonik salınım toplanıyor. Ortaya çıkan salınımın genliği ile eklenen salınımların faz farkı arasında bir yazışma kurun.
1. 2. 3. Cevap: 2 3 1 0

42. Şekil bir elektromanyetik dalgadaki elektrik () ve manyetik () alan şiddeti vektörlerinin yönünü göstermektedir. Elektromanyetik alanın enerji akısı yoğunluk vektörü şu yönde yönlendirilir:

43. İki iletken potansiyel 34'e yüklenir İÇİNDE ve -16 İÇİNDE. Şarj 100 nCl ikinci iletkenden birinciye aktarılmalıdır. Bu durumda iş yapılması gerekir (içinde µJ) eşittir ... Cevap: 5.

44. Şekilde aynı kütle ve büyüklükte, dikey bir eksen etrafında aynı frekansta dönen cisimler gösterilmektedir. Birinci cismin kinetik enerjisi J. Eğer kilogram, santimetre, sonra açısal momentum (içinde mJ'lerİkinci cismin )'si şuna eşittir:

Kimyasal kinetik teorilerinin ana görevi, reaktanların yapısı ve reaksiyon yolu hakkında farklı fikirler kullanarak, temel bir reaksiyonun hız sabitini ve sıcaklığa bağımlılığını hesaplamak için bir yöntem sunmaktır. En basit iki kinetik teorisini ele alacağız - aktif çarpışma teorisi (TAS) ve aktifleştirilmiş kompleks teorisi (TAK).

Aktif çarpışma teorisi sert küreler olarak temsil edilen reaksiyona giren parçacıklar arasındaki çarpışmaların sayısının sayılmasına dayanır. İki koşulun karşılanması durumunda çarpışmanın bir reaksiyona yol açacağı varsayılmaktadır: 1) parçacıkların öteleme enerjisi aktivasyon enerjisini aşıyor EA; 2) parçacıklar uzayda birbirlerine göre doğru şekilde yönlendirilmişlerdir. İlk koşul exp(-) faktörünü tanıtır EA/RT), ki bu eşittir aktif çarpışmaların yüzdesi toplam çarpışma sayısı. İkinci koşul sözde verir sterik faktör P- bu reaksiyonun değişmez bir özelliği.

TAS, bimoleküler reaksiyonun hız sabiti için iki temel ifade elde etmiştir. Farklı moleküller (A + B ürünleri) arasındaki bir reaksiyon için hız sabiti

Burada Yok Avogadro sabiti, R moleküllerin yarıçapları, M- maddelerin molar kütleleri. Büyük parantez içindeki faktör A ve B parçacıklarının bağıl hareketinin ortalama hızıdır.

Aynı moleküller (2A ürünleri) arasındaki bimoleküler reaksiyonun hız sabiti:

(9.2)

(9.1) ve (9.2)'den hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığının şu şekilde olduğu anlaşılmaktadır:

.

TAS'a göre ön-üstel faktör yalnızca biraz sıcaklığa bağlıdır. Deneyimli aktivasyon enerjisi e Denklem (4.4) ile belirlenen op, Arrhenius veya gerçek aktivasyon enerjisi ile ilgilidir. EA oran:

e işlem = EA - RT/2.

TAS içindeki monomoleküler reaksiyonlar Lindemann şeması kullanılarak açıklanmaktadır (bkz. Problem 6.4), burada aktivasyon hızı sabiti k 1, (9.1) ve (9.2) formülleriyle hesaplanır.

İÇİNDE aktif kompleks teorisi temel bir reaksiyon, şemaya göre aktifleştirilmiş bir kompleksin monomoleküler ayrışması olarak temsil edilir:

Reaktanlar ve aktifleştirilmiş kompleks arasında yarı denge olduğu varsayılmaktadır. Monomoleküler ayrışmanın hız sabiti istatistiksel termodinamik yöntemlerle hesaplanır ve ayrışmayı kompleksin reaksiyon koordinatı boyunca tek boyutlu öteleme hareketi olarak temsil eder.

Etkinleştirilmiş kompleks teorisinin temel denklemi şöyledir:

, (9.3)

Nerede kB= 1,38. 10 -23 J/K - Boltzmann sabiti, H= 6,63 . 10 -34 J. s - Planck sabiti, - aktifleştirilmiş bir kompleksin oluşumu için denge sabiti, molar konsantrasyonlar cinsinden (mol / l cinsinden) ifade edilir. Denge sabitinin nasıl tahmin edildiğine bağlı olarak SO'nun istatistiksel ve termodinamik yönleri vardır.

İÇİNDE istatistiksel yaklaşımında denge sabiti durumların toplamları cinsinden ifade edilir:

, (9.4)

aktifleştirilmiş kompleksin durumlarının toplam toplamı nerede, Q reaksiyon, reaktanların durumları üzerindeki toplam toplamların çarpımıdır, mutlak sıfırdaki aktivasyon enerjisidir, T = 0.

Durumların toplam toplamları genellikle belirli moleküler hareket türlerine karşılık gelen faktörlere ayrıştırılır: öteleme, elektronik, dönme ve titreşim:

Q = Q hızlı. Q e-posta . Q sıcaklık . Q saymak

Bir kütle parçacığı için durumların öteleme toplamı M eşittir:

Q posta = .

Bu öteleme miktarı -1 boyutuna (hacmine) sahiptir, çünkü onun aracılığıyla maddelerin konsantrasyonları ifade edilir.

Sıradan sıcaklıklarda durumların elektronik toplamı, kural olarak sabittir ve temel elektronik durumun dejenerasyonuna eşittir: Q e-posta = G 0 .

İki atomlu bir molekül için durumların dönme toplamı:

Q VR = ,

burada m = M 1 M 2 / (M 1 +M 2) molekülün azaltılmış kütlesidir, R- çekirdekler arası mesafe, asimetrik AB molekülleri için s = 1 ve simetrik A2 molekülleri için s =2. Doğrusal çok atomlu moleküller için durumların dönme toplamı şu şekilde orantılıdır: T ve doğrusal olmayan moleküller için - T 3/2. Sıradan sıcaklıklarda, durumların dönme toplamları 10 1 -10 2 mertebesindedir.

Bir molekülün durumlarının titreşim toplamı, her biri belirli bir titreşime karşılık gelen faktörlerin çarpımı olarak yazılır:

Q sayım = ,

Nerede N- titreşim sayısı (aşağıdakilerden oluşan doğrusal bir molekül için) N atomlar, N = 3N-5, doğrusal olmayan molekül için N = 3N-6), C= 3 . 10 10 cm/s - ışık hızı, n Ben- cm-1 cinsinden ifade edilen salınım frekansları. Sıradan sıcaklıklarda, durumların titreşim toplamları 1'e çok yakındır ve yalnızca şu koşullar altında ondan belirgin şekilde farklılık gösterir: T>n. Çok yüksek sıcaklıklarda her titreşimin titreşim toplamı sıcaklıkla doğru orantılıdır:

Soru ben .

Aktive edilmiş bir kompleks ile sıradan moleküller arasındaki fark, bir daha az titreşim serbestlik derecesine sahip olmasıdır, yani: kompleksin ayrışmasına yol açan titreşim, durumların titreşim toplamında dikkate alınmaz.

İÇİNDE termodinamik yaklaşımında denge sabiti, aktifleştirilmiş kompleksin ve başlangıç ​​maddelerinin termodinamik fonksiyonları arasındaki fark cinsinden ifade edilir. Bunun için konsantrasyon cinsinden ifade edilen denge sabiti, basınç cinsinden ifade edilen bir sabite dönüştürülür. Son sabitin, aktifleştirilmiş bir kompleksin oluşumu reaksiyonunda Gibbs enerjisindeki değişimle ilişkili olduğu bilinmektedir:

.

Aktifleştirilmiş bir kompleksin oluşumunun parçacık sayısını değiştirmeden gerçekleştiği monomoleküler bir reaksiyon için = ve hız sabiti aşağıdaki şekilde ifade edilir:

Entropi faktörü exp ( S /R) bazen sterik bir faktör olarak yorumlanır P Aktif çarpışma teorisinden.

Gaz fazında meydana gelen bimoleküler bir reaksiyon için bu formüle bir faktör eklenir. RT / P 0 (burada P 0 \u003d 1 atm \u003d 101,3 kPa), şuraya gitmek için gereklidir:

Çözeltideki bimoleküler bir reaksiyon için denge sabiti, aktive edilmiş kompleksin Helmholtz oluşum enerjisi cinsinden ifade edilir:

Örnek 9-1. Bimoleküler reaksiyon hızı sabiti

2NO2 2NO + O2

627 K'da 1,81'dir. 10 3 cm3 / (mol. sn). NO 2 molekülünün çapı 3,55 A'ya eşit alınabiliyorsa ve bu reaksiyon için sterik faktör 0,019 ise, gerçek aktivasyon enerjisini ve aktif moleküllerin oranını hesaplayın.

Çözüm. Hesaplamada aktif çarpışma teorisine dayanacağız (formül (9.2)):

.

Bu sayı aktif moleküllerin oranını temsil eder.

Çeşitli kimyasal kinetik teorileri kullanılarak hız sabitleri hesaplanırken boyutlara çok dikkat edilmelidir. Molekülün yarıçapının ve ortalama hızın cm3 /(mol.s) cinsinden bir sabit verecek şekilde cm cinsinden ifade edildiğine dikkat edin. 100 faktörü m/s'yi cm/s'ye dönüştürmek için kullanılır.

Gerçek aktivasyon enerjisi, aktif moleküllerin fraksiyonu cinsinden kolaylıkla hesaplanabilir:

J/mol = 166,3 kJ/mol.

Örnek 9-2. Etkinleştirilmiş kompleks teorisini kullanarak, oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda 2NO + Cl2 = 2NOCl trimoleküler reaksiyonunun hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığını belirleyin. Deneyimlenen ve gerçek aktivasyon enerjileri arasındaki bağlantıyı bulun.

Çözüm. SO istatistiksel değişkenine göre hız sabiti (formül (9.4)):

.

Aktive edilmiş kompleksin ve reaktiflerin durumlarının toplamında titreşimsel ve elektronik serbestlik derecelerini dikkate almayacağız çünkü düşük sıcaklıklarda, durumların titreşim toplamları birliğe yakınken, elektronik toplamlar sabittir.

Öteleme ve dönme hareketleri dikkate alınarak toplamların durumlar üzerindeki sıcaklık bağımlılıkları şu şekildedir:

Aktive edilmiş kompleks (NO)2Cl2 doğrusal olmayan bir moleküldür, bu nedenle durumlar üzerindeki rotasyonel toplamı şu şekilde orantılıdır: T 3/2 .

Bu bağımlılıkları hız sabiti ifadesinde yerine koyarsak şunu buluruz:

Trimoleküler reaksiyonların hız sabitinin sıcaklığa oldukça alışılmadık bir bağımlılığıyla karakterize edildiğini görüyoruz. Belirli koşullar altında, ön üstel faktör nedeniyle hız sabiti sıcaklığın artmasıyla birlikte azalabilir!

Bu reaksiyonun deneysel aktivasyon enerjisi:

.

Örnek 9-3. Etkinleştirilmiş kompleks teorisinin istatistiksel versiyonunu kullanarak, monomoleküler bir reaksiyonun hız sabiti için bir ifade elde edin.

Çözüm. Monomoleküler bir reaksiyon için

Bir AN ürünleri

(9.4)'e göre hız sabiti şu şekildedir:

.

Monomoleküler bir reaksiyondaki aktifleştirilmiş bir kompleks, uyarılmış bir reaktan moleküldür. A reaktifinin ve AN kompleksinin öteleme toplamları aynıdır (kütle aynıdır). Reaksiyonun elektronik uyarılma olmadan gerçekleştiğini varsayarsak, durumların elektronik toplamları aynıdır. Reaktan molekülünün yapısının uyarım üzerine çok fazla değişmediğini varsayarsak, reaktan ve kompleksin durumları üzerindeki dönme ve titreşim toplamları bir istisna dışında hemen hemen aynıdır: aktive edilmiş kompleksin titreşimi, olduğundan bir eksiktir. reaktan. Sonuç olarak, bağ bölünmesine yol açan titreşim, reaktantın durumlarının toplamında dikkate alınır ve aktifleştirilmiş kompleksin durumlarının toplamında dikkate alınmaz.

Aynı toplamların durumlara göre indirgenmesini gerçekleştirerek, monomoleküler bir reaksiyonun hız sabitini buluruz:

burada n, reaksiyona yol açan salınımın frekansıdır. ışık hızı C salınım frekansı cm-1 cinsinden ifade edilirse kullanılan çarpandır. Düşük sıcaklıklarda durumların titreşim toplamı 1'e eşittir:

.

Yüksek sıcaklıklarda, titreşim toplamındaki durumların üstel değeri bir seri halinde genişletilebilir: exp(- X) ~ 1 - X:

.

Bu durum, yüksek sıcaklıklarda her salınımın bir reaksiyona yol açtığı duruma karşılık gelir.

Örnek 9-4. Moleküler hidrojenin atomik oksijenle reaksiyonu için hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığını belirleyin:

H2+O. HO. +H. (doğrusal aktifleştirilmiş kompleks)

düşük ve yüksek sıcaklıklarda.

Çözüm. Etkinleştirilmiş kompleks teorisine göre bu reaksiyonun hız sabiti şöyledir:

Elektron faktörlerinin sıcaklığa bağlı olmadığını varsayıyoruz. Durumlar üzerindeki tüm öteleme toplamları orantılıdır T 3/2, doğrusal moleküller için durumların dönme toplamları orantılıdır T Düşük sıcaklıklarda durumların titreşim toplamları 1'e eşittir ve yüksek sıcaklıklarda titreşim serbestlik derecelerinin sayısına eşit bir dereceyle sıcaklıkla orantılıdırlar (3 N- H molekülü 2 ve 3 için 5 = 1 N- 6 = 3 doğrusal olarak aktifleştirilmiş bir kompleks için). Bütün bunları göz önünde bulundurduğumuzda şunu görüyoruz ki, düşük sıcaklıklarda

ve yüksek sıcaklıklarda

Örnek 9-5. Bir tampon çözeltisindeki asit-baz reaksiyonu şu mekanizmaya göre ilerler: A - + H + P. Hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığı şu ifadeyle verilir:

k = 2,05 . 10 13.e-8681/ T(1. mol -1. s -1).

30 o C'de deneysel aktivasyon enerjisini ve aktivasyon entropisini bulun.

Çözüm. Bimoleküler reaksiyon çözeltide meydana geldiğinden termodinamik fonksiyonları hesaplamak için (9.7) ifadesini kullanırız. Bu ifadeye deneysel aktivasyon enerjisinin dahil edilmesi gerekmektedir. (9.7)'deki üstel öncesi faktör doğrusal olarak bağlı olduğundan T, O e işlem = + RT. (9.7)'deki yerine koyma e eyvah, şunu elde ettik:

.

Buradan deneysel aktivasyon enerjisinin şuna eşit olduğu sonucu çıkar: e işlem = 8681. R= 72140 J/mol. Aktivasyon entropisi ön üstel faktörden bulunabilir:

,

dolayısıyla = 1,49 J/(mol. K).

9-1. Metil radikalinin çapı 3,8 A'dır. 27 o C'de metil radikallerinin rekombinasyonunun maksimum hız sabiti (l / (mol. s) cinsinden) nedir? (cevap)

9-2. Etilen dimerizasyon reaksiyonunda sterik faktörün değerini hesaplayın

2C2H4C4H8

300 K'de deneysel aktivasyon enerjisi 146,4 kJ/mol ise etilenin etkin çapı 0,49 nm'dir ve bu sıcaklıkta deneysel hız sabiti 1,08'dir. 10 -14 cm3 / (mol. sn).

9-7. H reaksiyonunun hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığını belirleyin. + Br2HBr + Br. (Doğrusal olmayan aktif kompleks) düşük ve yüksek sıcaklıklarda.(Cevap)

9-8. CO + O 2 = CO 2 + O reaksiyonu için, hız sabitinin düşük sıcaklıklarda sıcaklığa bağımlılığı şu şekildedir:

k( T) ~ T-3/2. tecrübe(- e 0 /RT)

(cevap)

9-9. 2NO = (NO) 2 reaksiyonu için, hız sabitinin düşük sıcaklıklarda sıcaklığa bağımlılığı şu şekildedir:

k( T) ~ T-1exp(- e 0/R T)

Etkinleştirilen kompleks hangi konfigürasyona (doğrusal veya doğrusal olmayan) sahip? (Cevap)

9-10. Aktif kompleks teorisini kullanarak gerçek aktivasyon enerjisini hesaplayın e reaksiyon için 0

CH3. + C2H6CH4 + C2H5.

en T\u003d 300 K, eğer bu sıcaklıkta deneysel aktivasyon enerjisi 8,3 kcal / mol ise (Cevap)

9-11. Reaksiyon için deneysel ve gerçek aktivasyon enerjileri arasındaki oranı türetin

9-12. Kırılan bağ boyunca titreşimlerin frekansı n = 2,4 ise, 1000 K'deki monomoleküler reaksiyonun aktivasyon enerjisini belirleyin. 10 13 s -1 ve hız sabiti k\u003d 510 dk -1.(cevap)

9-13. Bromoetanın 500 o C'de birinci dereceden ayrışmasının reaksiyonunun hız sabiti 7.3'tür. 10 10 sn -1 . Aktivasyon enerjisi 55 kJ/mol ise bu reaksiyonun aktivasyon entropisini tahmin edin. (cevap)

9-14. Di-peroksitin ayrışması üçüncü Gaz fazındaki -bütil, hız sabiti (s -1 cinsinden) sıcaklığa aşağıdaki gibi bağlı olan birinci dereceden bir reaksiyondur:

Aktifleştirilmiş kompleks teorisini kullanarak, 200 o C sıcaklıkta aktivasyonun entalpisini ve entropisini hesaplayın. (cevap)

9-15. Gaz fazında diizopropil eterin alilasetona izomerizasyonu, hız sabiti (s-1 cinsinden) aşağıdaki gibi sıcaklığa bağlı olan birinci dereceden bir reaksiyondur:

Aktifleştirilmiş kompleks teorisini kullanarak, 400 o C sıcaklıkta aktivasyonun entalpisini ve entropisini hesaplayın. (cevap)

9-16. Vinil etil eterin ayrışma hız sabitinin bağımlılığı

C2H5-O-CH \u003d CH2C2H4 + CH3CHO

sıcaklık şu şekle sahiptir

k = 2,7. 10 11.e-10200/ T(-1 ile).

530 o C'de aktivasyon entropisini hesaplayın. (cevap)

9-17. Gaz fazında A maddesi tek moleküllü olarak B maddesine dönüşür. 120 ve 140 o C sıcaklıklarda reaksiyonun hız sabitleri sırasıyla 1.806'dır. 10 -4 ve 9.14. 10 -4 sn -1 . Bu sıcaklık aralığında ortalama entropi ve aktivasyon ısısını hesaplayın.

Karbondioksit molekülündeki titreşim hareketlerini hesaba katmazsak molekülün ortalama kinetik enerjisi şuna eşittir:

Çözüm: Bir molekülün ortalama kinetik enerjisi: burada Boltzmann sabiti, termodinamik sıcaklıktır; - molekülün öteleme, dönme ve iki katı titreşim serbestlik derecesi sayısının toplamı: . Bir karbondioksit molekülü için, öteleme hareketinin serbestlik derecesi sayısı, dönme -, titreşim -, dolayısıyla molekülün ortalama kinetik enerjisi: .

GÖREV N 2 Konu: Termodinamiğin birinci yasası. İzoproseslerle çalışma

Şekil ideal bir tek atomlu gazın döngüsel sürecinin bir diyagramını göstermektedir: Döngü sırasında gaz, eşit miktarda ısı (in) alır ...

Çözüm: Döngü izokorik ısıtma (4-1), izobarik genişleme (1-2), izokorik soğutma (2-3) ve izobarik sıkıştırmadan (3-4) oluşur. Döngünün ilk iki aşamasında gaz ısı alır. Termodinamiğin birinci kanununa göre bir gazın aldığı ısı miktarı; İç enerjideki değişimin olduğu yer gazın işidir. Daha sonra . Böylece gazın çevrim başına aldığı ısı miktarı;

GÖREV N 3 Konu: Termodinamiğin ikinci yasası. Entropi

Geri dönüşü olmayan bir süreçte, ısı yalıtılmamış bir termodinamik sisteme girdiğinde, entropinin artması için aşağıdaki ilişki doğru olacaktır: ...

Çözüm: Tersinir bir süreçteki oran, sistemin entropisi adı verilen sistem durumu fonksiyonunun toplam diferansiyelidir: . Yalıtılmış sistemlerde entropi, içinde meydana gelen herhangi bir işlemle azalamaz: . Eşittir işareti tersinir süreçleri, büyüktür işareti ise tersinmez süreçleri ifade eder. Isı yalıtılmamış bir sisteme girerse ve geri dönüşü olmayan bir süreç meydana gelirse, o zaman entropi yalnızca alınan ısı nedeniyle değil aynı zamanda sürecin geri döndürülemezliği nedeniyle de artar: .

Görev n 4 Konu: Maxwell ve Boltzmann dağılımları

Şekilde ideal gaz moleküllerinin hız dağılım fonksiyonunun (Maxwell dağılımı) bir grafiği gösterilmektedir; hızları bu aralığın birimi başına ila ile arasındaki hız aralığında olan moleküllerin fraksiyonudur: Bu fonksiyon için ifadeler doğrudur...

Eğrinin maksimumunun konumu yalnızca sıcaklığa değil aynı zamanda gazın doğasına (molar kütlesi) de bağlıdır.

Molekül sayısı arttıkça eğrinin altında kalan alan değişmez

Gaz sıcaklığının artmasıyla fonksiyonun maksimum değeri artar

Daha yüksek molar kütleye sahip bir gaz için (aynı sıcaklıkta), fonksiyonun maksimumu daha yüksek hızların olduğu bölgede bulunur.

Çözüm: Maxwell dağılım fonksiyonunun tanımından şu ifade çıkar: hızları ile arasındaki hız aralığında olan moleküllerin oranını belirler (grafikte bu, gölgeli şeridin alanıdır). O zaman eğrinin altındaki alan sıcaklık ve gaz moleküllerinin sayısındaki değişikliklerle değişmez. En olası hız formülünden (fonksiyonun maksimum olduğu noktada), bunun sırasıyla gazın sıcaklığı ve molar kütlesi ile doğru orantılı ve ters orantılı olduğu sonucu çıkar.

GÖREV N 5 Konu: Vakumda elektrostatik alan

Şekillerde çeşitli yük dağılımları için alan kuvveti grafikleri gösterilmektedir: Yarıçaplı bir küre için bağımlılık grafiği R Hacimce eşit olarak yüklenen, şekilde gösterilmiştir ...

GÖREV N 6 Konu: Doğru Akım Kanunları

Şekil akım yoğunluğunun bağımlılığını göstermektedir J elektrik alanının gücüne bağlı olarak 1 ve 2 numaralı iletkenlerde akma e: Bu iletkenlerin spesifik dirençlerinin r 1 / r 2 oranı ...

GÖREV N 7 Konu: Manyetostatik

Yönü şekilde gösterilen, manyetik dipol momentli bir akıma sahip bir çerçeve, düzgün bir manyetik alandadır: Manyetik bir dipole etki eden kuvvetlerin momenti ...

bize göre resmin düzlemine dik

bizden resmin düzlemine dik

manyetik indüksiyon vektörü yönünde

manyetik indüksiyon vektörünün tersi

TATARİSTAN CUMHURİYETİ EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI

ALMETYEVSK DEVLET PETROL ENSTİTÜSÜ

Fizik Bölümü

konuyla ilgili: "Debye'nin Küp Yasası"

18-13B grubunun bir öğrencisi tarafından doldurulan Gontar I.V. Eğitmen: Mukhetdinova Z.Z.

Almetyevsk 2010

1. Kristal kafesin enerjisi ……………………………… 3

2. Einstein modeli …………………………………………….. 6

3. Debye modeli ………………………………………………….. 7

4. Debye küpleri kanunu ………………………………………………… 8

5. Debye'nin Başarıları……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………….

6. Kaynaklar …………………………………………….. 12

Kristal kafes enerjisi

Sağlam bir gövdenin bir özelliği, uzun menzilli ve kısa menzilli siparişlerin varlığıdır. İdeal bir kristalde parçacıklar belirli konumları işgal eder ve N'yi hesaba katmak gerekli değildir! istatistiksel hesaplamalarda.

Tek atomlu bir kristalin kristal kafesinin enerjisi iki ana katkıdan oluşur: E = U o + E col. Atomlar bir kafes içinde titreşir. Bir kristal oluşturan çok atomlu parçacıklar için iç serbestlik derecelerinin (titreşimler ve dönmeler) hesaba katılması gerekir. U o'nun sıcaklığa bağımlılığını (atomların denge konumlarındaki değişiklik) veren atomik titreşimlerin uyumsuzluğunu hesaba katmazsak, U o kristalin potansiyel enerjisine eşit olabilir ve T'ye bağlı değildir. T = 0'da kristal kafesin enerjisi, yani. kristal parçacıkları sonsuz bir mesafeye çıkarmak için gereken enerji E cr = - E o = - (U o + E o, sayım)'a eşit olacaktır.

Burada E o, sayı sıfır salınımın enerjisidir. Genellikle bu değer 10 kJ/mol mertebesindedir ve Uo'dan çok daha azdır. Ecr = - Uo'yu düşünün. (En büyük toplamın yöntemi). 1000 kJ / mol'e kadar iyonik ve moleküler kristallerde Ecr, moleküler ve hidrojen bağları olan kristallerde: 20 kJ / mol'e kadar (CP 4 - 10, H2O - 50). Değerler deneyimlerden belirlenir veya bazı modellere göre hesaplanır: kolyeye göre iyonik etkileşim, Sutherland potansiyeline göre van der Waals kuvvetleri.

Yüz merkezli bir kübik kafese sahip iyonik bir NaCl kristali düşünün: kafeste her iyonun, R mesafesinde zıt işaretli 6 komşusu vardır; sonraki ikinci katmanda, 2 1/2 mesafede aynı işaretli 12 komşusu vardır. R, 3. katman: 3 1/2 R mesafesinde 8 iyon, 4. katman: 2R'de 6 iyon, vb.

2N iyondan oluşan bir kristalin potansiyel enerjisi U = Nu olacaktır; burada u, iyonun komşularıyla etkileşiminin enerjisidir. İyonların etkileşim enerjisi iki terimden oluşur: değerlik kuvvetleri nedeniyle kısa mesafeli itme (1. terim) ve yüklerin çekilmesi veya itilmesi: + aynı iyonun itilmesine, - farklı iyonların çekilmesine işaret eder. e - şarj. Azaltılmış mesafenin değerini p ij = r ij / R olarak tanıtıyoruz; burada r ij iyonlar arasındaki mesafedir, R kafes parametresidir.

Bir iyonun tüm komşularla etkileşiminin enerjisi

Madelung sabiti \u003d 6/1 - 12/2 1/2 + 8/3 1/2 - 6/2 + .... Burada - aynı yük işaretine sahip iyonlar için, + farklı olanlar için. NaCl için a = 1,747558... Birinci terimde A n = S 1/ p ij n. Ro mesafesi (bu durumda küpün kenarının yarısı) T = 0'daki minimum potansiyel enerjiye karşılık gelir ve kristalografi verilerinden ve itme potansiyelinin bilinmesinden belirlenebilir. Açıkça görülüyor ki ve daha sonra

Buradan A n'yi ve enerjiyi buluyoruz veya .

n, itme potansiyelinin parametresidir ve genellikle ³ 10'dur, yani. asıl katkı Coulomb etkileşimi tarafından yapılır (R'nin T'ye belirgin bir şekilde bağlı olmadığını varsayıyoruz) ve itme %10'dan azdır.

NaCl için Coulomb etkileşimi 862, itme ise 96 kJ/mol'dür (n = 9). Moleküler kristaller için potansiyel 6-12 ile hesaplanabilir ve enerji şuna eşit olacaktır:

z 1, 1. koordinasyon küresindeki atom sayısıdır, R1, birinci koordinasyon küresinin yarıçapıdır, b, potansiyel parametredir.

İyonik olmayan kristaller için enerjinin titreşim bileşeni dikkate alınmalıdır. Mutlak sıfırda öteleme ve dönme hareketi yoktur. Geriye kalan enerjinin titreşim bileşenidir. Titreşimler 3N - 6, ancak öteleme ve dönme titreşimleri kristalin bir bütünüyle ilgilidir. Kabaca 3N varsayabiliriz çünkü N (büyük, kristaldeki parçacıkların sayısı). O zaman N parçacıktan oluşan bir kristalin 3N serbestlik derecesinin tümü salınımlıdır. Prensip olarak durumların ve termodinamik fonksiyonların toplamını hesaplamak kolaydır. Ancak kristal titreşimlerin frekans spektrumunu bilmeniz gerekir. Mesele şu ki, bir parçacığın yer değiştirmesi diğerlerinin de yer değiştirmesine neden oluyor ve osilatörler eşleşiyor. Salınımlı hareket durumlarının toplam toplamı belirlenecektir:

.

Çünkü bir kristaldir, o zaman N! paylaşmaya gerek yok. Ortalama enerji, lnZ'nin V sabitindeki T'ye göre türevinin kT 2 ile çarpımına eşittir. Dolayısıyla kafes enerjisi, potansiyel ve titreşim enerjilerinin katkılarının toplamına eşittir,

ve entropi S = E/ T + k ln(Z).

Hesaplamada iki ana model kullanılmaktadır.

Einstein modeli

Tüm frekanslar aynı kabul edilir: bir dizi tek boyutlu harmonik osilatör. Üç boyutlu osilatörün durumlarının toplamı 3 özdeş terimden oluşur q = [ 2sh(hn/ 2kT)] -3 . N parçacık için 3N faktör olacaktır. Onlar. enerji

Yüksek T'de üstel sayıyı bir seriye genişlettiğimizde limit sh(hn/ 2kT) = hn/ 2kT olur ve

Salınım hareketinin entropisi

Kristallerin ısı kapasitesi:

OP'nin bir hatası var. Dolayısıyla, büyük T >> q E = hn/k'de, C v ® 3Nk limiti: Tek atomlu kristaller için Dulong-Petit yasası. VE (Üs hızla 0'a yönelir).

Klasik yaklaşımda sıfır salınımsız Ecol 3NkT'ye eşit olup salınımların ısı kapasitesine katkısı 3Nk = 3R'dir. Einstein'a göre hesaplama: deneysel verilerden daha belirgin şekilde sapan alt eğri.

Einstein'ın modeli katı bir cisim için durum denklemini verir: (Melvin-Hughes'a göre)

u o = - q süblimasyon, m, n - deneysel parametreler, yani ksenon için m = 6, n = 11, a o - T = 0'da atomlar arası mesafe. Yani. pV/ RT = f(n, ao, n, m).

Ancak T = 0 yakınında Einstein'ın özdeş frekans varsayımı işe yaramıyor. Osilatörler etkileşim gücü ve frekans açısından farklılık gösterebilir. Düşük sıcaklıklardaki deneyimler sıcaklığa kübik bir bağımlılık göstermektedir.

Debye modeli

Debye, belirli bir maksimuma kadar sürekli bir frekans spektrumunun (kesinlikle düşük frekanslar için, termal titreşimler - fononlar için) varlığı için bir model önerdi. Harmonik osilatörlerin frekans dağılım fonksiyonu şu şekildedir: burada c ben, C T- boyuna ve enine titreşim dalgalarının yayılma hızı. Maksimum g = 0'ın üzerindeki frekanslarda.

İki eğrinin altındaki alanlar aynı olmalıdır. Gerçekte, belirli bir frekans spektrumu vardır ve kristal izotropik değildir (genellikle bu ihmal edilir ve yönlerdeki dalga yayılma hızlarının aynı olduğu varsayılır). Maksimum Debye frekansı, eşit alan koşulundan kaynaklanan gerçek frekanslardan daha yüksek olabilir. Maksimum frekansın değeri, toplam salınım sayısının 3N olması koşuluyla belirlenir (enerji ayrıklığını ihmal ederiz) ve s dalganın hızıdır. C l ve c t hızlarının eşit olduğunu varsayıyoruz. Karakteristik Debye sıcaklığı Q D = hn m / k.

x = hn/kT'yi tanıtıyoruz. Ortalama titreşim enerjisi maksimumda

İntegralin altındaki ikinci terim E sıfır titreşimleri E o \u003d (9/8) NkQ D ve ardından kristalin titreşim enerjisini verecektir:

U o ve E o T'ye bağlı olmadığından ısı kapasitesine katkı enerji ifadesinde 2. terimi verecektir.

Debye fonksiyonunu tanıtıyoruz

Yüksek T'de bariz D(x) ® 1'i elde ederiz. X'e göre türev alarak şunu elde ederiz: .

Yüksek T sınırında C V = 3Nk ve düşükte: .

Küçük T'de, entegrasyonun üst sınırı sonsuza doğru yönelir, E - E o = 3Rp 4 T 4 /5Q D 3 ve T® 0'da C v'yi belirlemek için formülü elde ederiz: burada

Var Debye'nin küp kanunu.

Debye'nin küp yasası.

Karakteristik Debye sıcaklığı, kristalin yoğunluğuna ve kristaldeki salınımların (ses) yayılma hızına bağlıdır. Katı Debye integralinin bilgisayarda çözülmesi gerekir.

Karakteristik Debye sıcaklığı (Phys. ansiklopedi)

Na 150 Cu 315 Zn 234 Al 394 Ni 375 Ge 360 ​​Si 625

Avustralya 157 342 316 423 427 378 647

Li 400 K 100 Be 1000 Mg 318 Ca 230 B 1250 Ga 240

285 Bi 120 Ar 85 Olarak 129 Tl 96 W 310 Fe 420

Ag 215 Au 170 Cd 120 Hg 100 Gd 152 Pr 74 Pt 230

La 132 Cr 460 Mo 380 Sn(beyaz) 170, (gri) 260 C(elmas) 1860

Karakteristik Debye sıcaklığını tahmin etmek için Lindemann ampirik formülünü kullanabilirsiniz: Q D \u003d 134,5 [Tmelt / (AV 2/3)] 1/2, burada A, metalin atomik kütlesidir. Einstein sıcaklığı için de benzerdir ancak 1. faktör 100 olarak alınır.

Debye'nin Başarıları

Debye, katıların kuantum teorisi üzerine temel çalışmaların yazarıdır. 1912'de, sonlu bir frekans aralığında titreşebilen izotropik elastik bir ortam olarak kristal kafes kavramını tanıttı (Debye'nin katı cisim modeli). Bu salınımların spektrumuna dayanarak, düşük sıcaklıklarda kafesin ısı kapasitesinin mutlak sıcaklığın küpüyle orantılı olduğunu gösterdi (Debye'nin ısı kapasitesi yasası). Katı cisim modelinin bir parçası olarak, her madde için kuantum etkilerinin önemli hale geldiği karakteristik bir sıcaklık (Debye sıcaklığı) kavramını ortaya attı. 1913'te Debye'nin polar sıvılardaki dielektrik kayıplar teorisine adanmış en ünlü eserlerinden biri yayınlandı. Aynı sıralarda X-ışını kırınımı teorisi üzerine çalışması yayınlandı. Debye'nin deneysel faaliyetinin başlangıcı kırınım çalışmasıyla bağlantılıdır. Asistanı P. Scherrer ile birlikte ince öğütülmüş LiF tozunun bir X-ışını kırınım modelini elde etti. Konilerin generatrisi boyunca rastgele yönlendirilmiş kristallerden kırılan X ışınlarının fotoğraf filmi ile kesişmesinden kaynaklanan halkalar, fotoğrafta açıkça görülebiliyordu. Debye-Scherrer yöntemi veya toz yöntemi uzun süredir X-ışını kırınım analizinde ana yöntem olarak kullanılmaktadır. 1916 yılında A. Sommerfeld ile birlikte Debye, Zeeman etkisini açıklamak için kuantizasyon koşullarını uyguladı ve manyetik kuantum sayısını ortaya koydu. 1923'te Compton etkisini açıkladı. 1923 yılında Debye, asistanı E. Hückel ile birlikte elektrolit çözeltileri teorisi üzerine iki büyük makale yayınladı. İçlerinde sunulan fikirler, Debye-Hückel teorisi olarak adlandırılan güçlü elektrolitler teorisinin temelini oluşturdu. 1927'den itibaren Debye'nin ilgi alanları kimyasal fizik sorularına, özellikle de gazların ve sıvıların dielektrik davranışının moleküler yönlerinin incelenmesine odaklandı. Ayrıca X ışınlarının izole edilmiş moleküller tarafından kırınmasını inceledi ve bu da birçoğunun yapısını belirlemeyi mümkün kıldı.

Debye'nin Cornell Üniversitesi'nde geçirdiği süre boyunca ana araştırma ilgi alanları polimer fiziğiydi. Işık saçılımının ölçümüne dayanarak polimerlerin moleküler ağırlığını ve çözeltideki şeklini belirlemek için bir yöntem geliştirdi. Son önemli çalışmalarından biri (1959), bugün bile son derece güncel olan bir konuya, kritik olayların incelenmesine ayrılmıştı. Debye'nin ödülleri arasında H. Lorenz, M. Faraday, B. Rumford, B. Franklin, J. Gibbs (1949), M. Planck (1950) ve diğerlerinin madalyaları bulunmaktadır.Debye, 2 Kasım'da Ithaca'da (ABD) öldü. 1966.

Hollanda biliminin seçkin bir temsilcisi olan Debye, 1936'da Nobel Kimya Ödülü'nü aldı. Olağanüstü çok yönlülüğe sahip olarak sadece kimyanın değil fiziğin gelişimine de büyük katkılarda bulundu. Bu değerler Debye'ye büyük bir ün kazandırdı; Dünyadaki 20'den fazla üniversite (Brüksel, Oxford, Brooklyn, Boston ve diğerleri) tarafından kendisine fahri Bilim Doktoru unvanı verildi. Faraday, Lorenz dahil birçok madalya ve ödüle layık görüldü. Tahta. 1924'ten beri Debye - Sorumlu Üye. SSCB Bilimler Akademisi.

Kanun küp IV hoşçakal”, vіdpovіdnostі z yakim'de. ... uzay). Vіdpovіdnі kanunlar tasarruf (aynı zamanda kanun elektrik yükünden tasarruf) є ...

  • Temel anlayış kanunlar kimya. Ders Notları

    Özet >> Kimya

    ... kanunlar kimya 1.3.1 Kanun masi tasarrufu 1.3.2 Kanun stok durumu 1.3.3 Kanun katlar 1.3.4 Kanun eşdeğerler 1.3.5 Kanun su hacmi 1.3.6 Kanun... Hollandalı fizikçi P. hoşçakal: 1 D = ... çok merkezli küp(BCC), yüz merkezleme küp(GCC...

  • Ukrayna gaz kompleksinin mali mekanizmasının geliştirilmesi

    Tez >> Finansal bilimler

    1000 küp. Metrelerce gaz 100 kilometre uzaklıktaki deriye temas ediyor. Zgidno Kanun... meblağların toplamını yazmakla yükümlü borç torskoi borgovannosti; 5) Alacaklının çitlemesi ... 0 0 diğer mali yatırımlar 045 0 0 Dovgostrokova borç itorsk eskrim 050 0 0 Vіdstrochen...

  • İşletmelerin mali ve devlet faaliyetlerine yapılan dolaylı bağışlar ve katkılar

    Tez >> Finansal bilimler

    Poddatkuvannya vypadkakh, podbachenih durumu 5 ile Kanun, vergi faturasında "Olmadan ... 25" girişi. borçіtorskoї ve alacaklının borçları - ... 1 için 3,0 єro küp. cm 1'i 2,4 euro küp. bkz. Diğer arabalar...

  • Bir mol diatomik gaza 5155 J ısı aktarıldıysa ve gaz 1000 J'ye eşit iş yaptıysa, sıcaklığı ………….. K kadar arttı (bir moleküldeki atomlar arasındaki bağ katıdır)

    Gazın iç enerjisindeki değişiklik yalnızca iş nedeniyle meydana geldi

    ………………………………….. işleminde gaz sıkıştırma.

    adyabatik

    Boyuna dalgalar

    havadaki ses dalgaları

    Direnç R, indüktör L \u003d 100 H ve kapasitör C \u003d 1 μF seri olarak bağlanır ve yasaya göre değişen alternatif bir voltaj kaynağına bağlanır

    Elektrik devresi devresindeki kondansatörün periyot başına alternatif akım enerjisi kaybı ...................................'e eşittir. .(K)

    Carnot çevriminin verimi %60 ise, ısıtıcının sıcaklığı buzdolabının sıcaklığından ………………………… çarpı (a) kadar büyüktür.

    Yalıtılmış bir termodinamik sistemin entropisi…………..

    azaltamaz.

    Şekil Carnot döngüsünü koordinatlarda şematik olarak göstermektedir. Entropi artışı ……………………………… bölgesinde gerçekleşir.

    Bir maddenin miktarının ölçü birimi .................

    İdeal bir gazın P-T koordinatlarındaki izokorları ..

    İdeal bir gazın V-T koordinatlarındaki izobarları ....

    YANLIŞ BEYANI YAYINLAYIN

    Bobinin endüktansı ne kadar büyük olursa, kapasitör o kadar hızlı boşalır.

    Kapalı bir döngüden geçen manyetik akı 0,001 saniyede 0,5 Wb'den 16 Wb'ye düzgün bir şekilde artarsa, manyetik akının t zamanına bağımlılığı şu şekilde olur:

    1,55*10v4t+0,5v

    Salınım devresi bir indüktör L = 10 H, bir kapasitör C = 10 μF ve bir direnç R = 5 Ohm'dan oluşur. Devrenin kalite faktörü ……………………………'ye eşittir.

    İdeal tek atomlu bir gazın bir molü, bazı işlemler sırasında 2507 J ısı aldı. Aynı zamanda sıcaklığı 200 K azaldı. Gazın yaptığı iş …………………………J'ye eşittir.

    İzobarik bir süreçte ideal bir tek atomlu gaza Q kadar ısı verilir. Aynı zamanda verilen ısı miktarının % ..........……%'si gazın iç enerjisini arttırmak için harcanır. gaz

    Karbondioksit molekülündeki titreşim hareketlerini hesaba katmazsak molekülün ortalama kinetik enerjisi ……………'ye eşittir.

    YANLIŞ BEYANI YAYINLAYIN

    Salınım devresindeki endüktans ne kadar büyük olursa, döngüsel frekans da o kadar büyük olur.

    Isıtıcı sıcaklığı 3270 C ve buzdolabı sıcaklığı 270 C olan bir ısı motorunun alabileceği maksimum verim değeri % …………'dir.

    Şekil Carnot döngüsünü koordinatlarda (T,S) göstermektedir; burada S entropidir. Adyabatik genişleme ……………………….. bölgesinde meydana gelir.

    Şekilde S'nin entropi olduğu koordinatlarda (T,S) gösterilen süreç ……………………

    adyabatik genişleme.

    OX ekseni boyunca yayılan bir düzlem dalganın denklemi şu şekildedir: Dalga boyu (m cinsinden) ...

    Fazdaki akımın gücünden indüktördeki voltaj ....................................

    PI/2'ye göre liderler

    R = 25 Ohm dirençli direnç, L = 30 mH endüktanslı bobin ve kapasitanslı kapasitör

    C= 12 uF seri olarak bağlanır ve U=127 cos 3140t kanununa göre değişen bir AC gerilim kaynağına bağlanır. Devredeki akımın etkin değeri ……………A

    Clapeyron-Mendeleev denklemi aşağıdaki gibidir…….

    YANLIŞ BEYANI YAYINLAYIN

    Kendi kendine endüksiyon akımı her zaman, değişimi kendi kendine endüksiyon akımını oluşturan akıma doğru yönlendirilir.

    OX ekseni boyunca yayılan düzlem sinüzoidal dalganın denklemi şu şekildedir. Ortam parçacıklarının salınımlarının ivmesinin genliği ...................................................'ye eşittir. ..

    T6.26-1 Yanlış ifadeyi belirtin

    E vektörü (alternatif elektrik alanının gücü) her zaman dE/dT vektörüne antiparaleldir.

    Doğada manyetik yüklerin yokluğunu açıklayan Maxwell denklemi şu şekildedir:

    100 K sıcaklıktaki bir hidrojen molekülündeki titreşim hareketlerini hesaba katmazsak, 0,004 kg hidrojendeki tüm moleküllerin kinetik enerjisi …………………….J'ye eşittir.

    İki mol hidrojen molekülüne sabit basınçta 580 J ısı verildi. Moleküldeki atomlar arasındaki bağ katı ise gazın sıcaklığı ……………….K kadar artmıştır.

    Şekil Carnot döngüsünü koordinatlarda (T, S) göstermektedir; burada S entropidir. ………………… bölgesinde izotermal genleşme meydana gelir.

    Sabit bir ideal gaz kütlesinin tersinir adyabatik soğuması sürecinde, entropisi ……………

    değişmez.

    Yüklü bir parçacık, B indüksiyonu ile düzgün bir manyetik alanda R yarıçaplı bir daire boyunca hareket ederse, parçacığın momentum modülü şuna eşittir: