Varianta A strana 1 Příloha 1 Test - Termodynamika varianta A Úlohy 1 až 3 jsou úlohy s výběrem právě jedné správné odpovědi. V úlohách 4 až 6 může být správných odpovědí více. Správné odpovědi zakřížkujte v tabulce. 1) Z následujících tvrzení je právě jedno správné. Vyberte je. a) Teplo je stavová veličina. b) Rovnovážný stav je stav, k jehož narušení nemůže dojít samovolně, tj. beze změny vnějších podmínek, v nichž se soustava nachází. c) Hustota je aditivní veličina. d) Změna vnitřní energie nemůže být nulová při žádném termodynamickém ději. e) Každý děj, který probíhá pomalu, je rovnovážný. 2) V termodynamické soustavě proběhly (nezávisle) tři různé děje, o kterých jsou známy tyto údaje: • 1. děj byl adiabatický a změna vnitřní energie byla Ař^ = —20 J, • během 2. děje přijala soustava teplo 10 J, • během 3. děje odevzdala soustava teplo 20 J. Z následujících tvrzení je právě jedno správné. Vyberte je. a) Během 1. děje vykonala soustava zápornou práci. b) Předpokládejme, že soustava při 3. ději vykonala práci 20 J. Pak změna její vnitřní energie byla nulová. c) Předpokládejme, že změna vnitřní energie byla při 1. a 2. ději stejná. Pak soustava vykonala během 2. děje práci -30 J. d) Předpokládejme, že změna vnitřní energie soustavy při 3. ději byla -40 J. Pak práce vykonaná soustavou během 1. a 3. ději byla stejná. e) Předpokládejme, že práce vykonaná soustavou během 2. děje byla záporná. Pak byla změna její vnitřní energie nezáporná. i Varianta A strana 2 3) Termodynamickou soustavu tvoří ideální plyn s konstantním počtem částic. Z následujících tvrzení je právě jedno správné. Vyberte je. a) Pokud klesá objem ideálního plynu, roste jeho tlak. b) Pokud roste teplota ideálního plynu, přijímá plyn od okolí kladné teplo. c) Koná-li ideální plyn práci, klesá jeho vnitřní energie. d) Pokud roste teplota ideálního plynu, roste jeho objem. e) Pokud roste teplota ideálního plynu, mění se jeho vnitřní energie. 4) V kalorimetru o tepelné kapacitě Ck je olej o hmotnosti mí a měrné tepelné kapacitě ct. Teplota kalorimetru i oleje je t±. Do oleje bylo ponořeno těleso o hmotnosti m2 , měrné tepelné kapacitě c2 (c2 < ct) a teplotě t2 (t2 < ti). Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. a) Teplo, které přijme těleso, je menší než teplo, které odevzdá olej + kalorimetr. b) Výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu je menší než teplota tělesa před vložením do oleje. c) Teplo, které přijalo těleso, je m2 c2 (t — t2 ), kde t je výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu. d) Teplo, které je třeba dodat tělesu pro dosažení dané změny teploty, je přímo úměrné jeho měrné tepelné kapacitě. e) Jednotkou měrné tepelné kapacity je [ J • K - 1 ] . f) Kalorimetrická rovnice má tvar m^^t^^ — ť) + C^t-y — ť) = m2 c2 (t — t2 ), kde t je výsledná teplota po dosažení rovnovážného stavu. g) Aby se zvýšila teplota jednoho kilogramu materiálu tělesa o jeden Kelvin, je třeba mu dodat více tepla než oleji o stejné hmotnosti. h) Pokud by bylo do oleje ponořeno hmotnější těleso, muselo by se v kalorimetrické rovnici počítat s vyšší hodnotou měrné tepelné kapacity c2 . ii Varianta A strana 3 5) Na obrázku jsou zobrazeny tři různé děje v ideálním plynu (jedná se o plynové těleso se stálým počtem částic). Počáteční a koncové stavy jednotlivých dějů leží na izotermách, pro které platí Tt < T2. Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. a) Práce, kterou plyn vykoná během děje a, je číselně rovna Wa = Qa — Qb , kde Qa , resp. Qb , je teplo přijaté plynem během děje a, resp. děje b. b) Změna vnitřní energie při dějích a a Ď je stejná. c) Práce, kterou plyn vykoná během děje b, je rovna přijatému teplu. d) Během děje c nepřijímá plyn žádné teplo. e) Počáteční tlak u děje Ď je px = ^Zit kcle Vi Je tlak na konci děje b. f) Hodnota vnitřní energie na počátku i na konci děje c je nulová. g) Pro děj b platí, že zvýší-li se teplota plynu fc-krát, zvýší se jeho tlak 2/f-krát. h) Teplota v koncovém stavu děje a je T2 = , kde V1, resp. V2 , je objem plynu na začátku, resp. na konci děje a. iii Varianta A strana 4 6) Ideální plyn vykonal kruhový děj podle obrázku. Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. P 4P0 4 3 1 2 O V0 3V£ V a) Změna vnitřní energie plynu při jednom cyklu je nulová. b) Celkové teplo, které plyn přijal během kruhového děje, je Q = 6p0V0 . c) Jestliže ve stavu 1 měl plyn teplotu 7\, pak ve stavu 3 měl teplotu 1STV d) Celková práce vykonaná plynem při daném kruhovém ději je záporná. e) Během dějů 4-1 a 1-2 přijal plyn od svého okolí (kladné) teplo. f) Práce, kterou plyn vykonal během děje 1-2, je W12 = 2p0V0 . g) Během děje 1-2 se teplota plynu zvýšila šestkrát. h) Při opačné orientaci cyklu by byla práce vykonaná plynem stejná. iv Varianta B strana 1 Příloha 2 Test - Termodynamika varianta B Úlohy 1 až 3 jsou úlohy s výběrem více správných odpovědí. V úlohách 4 až 6 je právě jedna odpověď správná. Správné odpovědi zakřížkujte v tabulce. 1) Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. a) Rovnovážný stav je jednoznačně určen neměnnými vnějšími parametry soustavy. b) Hustota je intenzivní veličina. c) Změna vnitřní energie nemůže být nulová při žádném termodynamickém ději. d) Teplo není stavová veličina. e) Každý děj, který probíhá pomalu, je rovnovážný. f) Rovnovážný stav je stav, k jehož narušení nemůže dojít samovolně, tj. beze změny vnějších podmínek, v nichž se soustava nachází. g) Látkové množství je aditivní veličina. h) Pokud se nemění vnější parametry soustavy s časem, je soustava ve stavu termodynamické rovnováhy. 2) Plyn je uzavřený v nádobě s pohyblivým pístem. Tabulka udává pro pět dějů vždy právě dva z následujících údajů: • změna vnitřní energie AU plynu, • teplo Q, které přijal plyn od okolí (může být kladné, záporné či nulové), • práce W vykonanou plynem (může být kladná, záporná či nulová), • práce W, kterou vykonaly vnější síly působící na plyn. Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. v Varianta B strana 2 děj AU Q W W 1 -20 10 2 -30 -30 3 -20 -10 4 30 -30 5 40 40 a) Při ději č. 5 se nezměnily vnější parametry plynu. b) Z rovnosti AU = —W při ději č. 2 plyne, že při tomto ději je teplo přijaté plynem od okolí nulové. c) V tabulce se nevyskytuje děj, při kterém by byla změna vnitřní energie nulová. d) Práce vykonaná plynem při ději č. 1 je záporná. e) Změna vnitřní energie při ději č. 2 i při ději č. 3 je stejná. f) Děj č. 2 je adiabatický. g) Při dějích č. 4 a č. 5 se část dodaného tepla spotřebovala na práci, kterou plyn vykonal. h) Práce, kterou plyn vykonal během děje č. 1 a děje č. 2, je stejná. 3) Z následujících tvrzení vyberte všechna správná. a) Pokud se teplota ideálního plynu nemění, nemění se ani jeho vnitřní energie. b) Pokud klesá objem ideálního plynu, roste jeho tlak. c) Pokud roste teplota ideálního plynu, přijímá plyn od okolí kladné teplo. d) Koná-li ideální plyn práci, klesá jeho vnitřní energie. e) Pokud se ideální plyn izobaricky rozpíná, roste jeho teplota. f) Pokud roste teplota ideálního plynu, roste jeho objem. g) Koná-li ideální plyn zápornou práci, roste jeho objem. h) Pokud při adiabatickém ději koná plyn kladnou práci, roste jeho vnitřní energie. vi Varianta B strana 3 4) Do kapaliny o měrné tepelné kapacitě c1# hmotnosti mí a teplotě t± byl vložen teploměr o tepelné kapacitě Ct a teplotě t2 (tx > t2 ). Předpokládejte, že tepelná výměna nastala jen mezi kapalinou a teploměrem. Z následujících tvrzení je právě jedno správné. Vyberte je. a) Teplo, které přijme teploměr, je Q = Ct(t2 — t), kde t je výsledná teplota soustavy kapalina + teploměr po dosažení rovnovážného stavu. b) Poměr tepelné kapacity teploměru ku tepelné kapacitě kapaliny musí být co největší, aby měření (počáteční) teploty kapaliny bylo zatíženo co nejmenší chybou způsobenou změnou teploty teploměru. c) Výsledná teplota soustavy je menší než teplota teploměru před vložením do kapaliny. d) Výslednou teplotu t soustavy lze určit z kalorimetrické rovnice m^^t — tx ) = Ctít - t2 ). e) Teplo, které přijme teploměr, je menší než teplo, které odevzdá kapalina. vii Varianta B strana 4 5) Na obrázku jsou zobrazeny čtyři různé děje v ideálním plynu (jedná se o plynové těleso se stálým počtem částic). Počáteční a koncové stavy jednotlivých dějů leží na izotermách, pro které platí 7\