Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики



Скачать 81.23 Kb.
Дата12.01.2013
Размер81.23 Kb.
ТипТесты
ТЕСТЫ ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ ДЛЯ БИОФИЗИКОВ
Р.В. СИНИЦЫНА

ТЕМПЕРАТУРА. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ. НЕПРЯМАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

1. Сколько градусов будет показывать термометр со шкалой Фаренгейта, если температура по шкале Реомюра равна 8R?

1) 10; 2) 20; 3) 30; 4) 40; 5) 50

2. Бойль, изучая зависимость объема одного моля идеального газа от давления, установил, что при p0 произведение pV для всех газов стремится к некоторой постоянной величине, зависящей от температуры. Для температуры таяния льда (32F) pV=22,4140 атм.л, а для температуры кипения воды (212F) pV=30,6194 атм.л. Какой температуре соответствует точка таяния льда по абсолютной температурной шкале Ранкина?

1) 459,67; 2) 273,15; 3) 491,67; 4) 671,69; 5) 461,69

3. Киломоль кислорода находится при температуре 300 K и давлении 107 H2. Найти объем газа (V, м3), считая, что состояние кислорода при данных условиях описывается уравнением Ван-дер-Ваальса. Значения постоянных для кислорода можно считать равными: a=1,35105 ; b=310-2 м3/кмоль.

1) 0,249; 2) 0,222; 3) 0,228; 4) 0,311; 5) 0,402

4. Какое количество тепла необходимо сообщить одному молю газа Ван-дер-Ваальса (CV=const) чтобы при расширении в пустоту от объема V1 до объема V2 его температура осталась неизменной?

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ;

5. Используя справочные данные для критических параметров углекислого газа (ТK=304 K, pK=7,387106 H2), найти для СО2 постоянные, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса: I – ; II – bм3/кмоль. (Для проверки найдите температуру Бойля ТБ= и используйте связь ТK=gif" name="object9" align=absmiddle width=48 height=38>)

I 1) 314243; 2) 123654; 3) 365330; 4) 243987; 5) 42763

II 1) 11,7612; 2) 0,0971; 3) 0,0428; 4) 0,0021; 5) 0,0353

6. При какой температуре для воды выполняется равенство Сp=CV?

1) 0 K; 2) 273,15 K; 3) 277,15 K; 4) 300 K; 5) 373,15 K

7. Калорическое и термическое уравнения состояния для поля излучения абсолютно черного тела имеют вид: и . Получить уравнение адиабаты в переменных Т и V.

1) TV2/5=const; 2) TV2/3=const; 3) TV1/3=const; 4) TV3/2=const; 5) TV5/2=const

8. Спортсмен, пробегая дистанцию, выделяет в минуту 50 л воздуха, в котором содержится 12% О2 и 8% СО2. Вычислить расход энергии бегуна на пятиминутной дистанции, считая, что в воздухе, который вдыхает спортсмен, углекислого газа нет.

1) 251,6 кДж; 2) 462,7 кДж; 3) 25,9 кДж; 4) 198,1 кДж; 5) 887 ккал

9. Сколько углеводов (m, г) потребуется спортсмену, пробежавшему 100 м за 12 секунд, чтобы быстро восстановить потерю энергии, если известно, что при таком беге расход энергии составляет 45 ккал/кгчас? (Принять для спортсмена m=60 кг)

1) 1,25; 2) 2,14; 3) 5,28; 4) 7,31; 5) 8,13

10. Реакцию превращения пирувата в лактат можно осуществить в электрохимической ячейке. При этом можно получить работу, которая в идеальных условиях составляет 47819,2 Дж. В этом процессе выделяется 10200 кал тепла. А сколько тепла (Q, кал) выделится, если реакцию провести в изолированном сосуде?

1) –1240; 2) 1240; 3) –21640; 4) 221640; 5) –10200

11. Вычислить стандартную энтальпию образования аланина , если известно, что тепловой эффект реакции

2СH3CH(NH2)COOH+7O25CO2+5H2O(ж)+CO(NH2)2(тв)

в расчете на моль субстрата составляет –1304,16 кДж.

1) –560,76; 2) 560,76; 3) 2–2421,53; 4) –1210,76; 5) –1121,53

12. Сколько тепла (Н, кДж) дает сжигание одного моля глюкозы

С6H12O6(тв)+6О26СО2+6+6Н2О(ж)

при p=1 атм и Т=298,15 K, если стандартная теплота образования С6H12O6 равна = –1274,41 кДж/моль?

1) –2801,69; 2) –1264,24; 3)2801,69; 4) –6877,79; 5) 687,11

13. Получить выражение для работы, совершаемой молем идеального газа при политропическом процессе расширения, в зависимости от показателя политропы n, если теплоемкость процесса , где .

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ;

14. Моль идеального одноатомного газа, первоначально находящегося под давлением р1=5 атм при Т=300 K, расширяется изотермически до давления р2=1 атм. Найти отношение работы А против внешнего давления р=1 атм к работе обратимого расширения Аобр, то есть А/Аобр.

1) 0,252; 2) 0,391; 3) 0,497; 4) 1,521; 5) 2,663

15. Моль одноатомного идеального газа, первоначально находившегося при давлении р1= 5 атм и Т=300 K, расширяется политропически и обратимо до давления р2= 1 атм. Найти изменение внутренней энергии (U, Дж), если показатель политропы n=1,8.

1) 1275,23; 2) –1865,61; 3) 2100,55; 4) –2396,82; 5) –1911,63

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. ЦИКЛЫ. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

1. Чему равно изменение энтропии S, Дж/К двух молей одноатомного идеального газа при его нагревании от температуры Т1=303 К до температуры Т2=398 К при постоянном давлении? Теплоемкости считать постоянными.

1) 11,33; 2) 16,08; 3) 15,88; 4)16,01; 5) 13,60

2. Вычислить изменение энтропии S, Дж/К двух молей азота при его нагревании от температуры Т1=303 К до температуры Т2=398 К, если известно, что давление р1=1 атм=const, а температурная зависимость теплоемкости выражается уравнением .

1) 11,33; 2) 16,08; 3) 15,88; 4)16,01; 5) 13,60

3. Согласно правилу Трутона мольное изменение энтропии испарения многих жидкостей равно Sисп=88 Дж/моль.К. Используя необходимые справочные данные, вычислить эту величину для воды.

1) 108,99; 2) 109,52; 3)109,87; 4) 110,94; 5) 117,91

4. Вычислить изменение энтропии двух молей идеального газа S, Дж/К при его расширении по политропе от объема V1=2 м3 до объема V2=5 м3. Теплоемкости считать постоянными.

1) 20,14; 2)–30,47; 3)50,72; 4) –60,40; 5)62,14

5. Найти изменение энтропии S, Дж/К процесса превращения 196 см3 льда в воду, если известно, что tл=  40С, tв=100С, л=0,918 г/см3, теплоемкость льда в температурном интервале от –40С до 0С линейно возрастает от 8 кал/моль.К до 9 кал/моль.К, теплоемкость воды линейно уменьшается от 18 кал/моль.К при 0С до 16 кал/моль.К при 100С, а теплоту плавления льда при температуре 0С и атмосферном давлении можно считать равной 6007,8 Дж/моль.

1) 430,12; 2) 482,96; 3) 501,32; 4) 545,51; 5) 555,82

6.  Чему равен КПД цикла (, %), состоящего из двух изобар и двух изохор, если известно, что при изобарном расширении (12) объем увеличивается в 2 раза, а Т2=1100 К, в конце изохорного процесса (23) температура Т3=900 К, рабочее тело идеальный двухатомный газ?

1) 0,45; 2) 4,55; 3) 45,5; 4) 65,8; 5) 90,3

7. Вычислить температуру мышцы (Т, К), предполагая, что она работает как тепловая машина Карно с КПД, равным =30% при температуре 25С.

1) 208,7; 2) 351,63; 3) 425,92; 4) 560,01; 5) 602,11

8. Чему равен КПД цикла Отто, состоящего из двух адиабат и двух изохор, если степень сжатия =5? Рабочее тело идеальный двухатомный газ.

1) 25,43; 2) 29,87; 3) 37,23; 4) 41,80; 5) 47,47

9. Рассматривая бесконечный малый цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары, найти разность теплоемкостей простой системы CpC.

1) R; 2) ; 3) ; 4); 5)

10. Сколько тепла Q, кДж, может за один цикл отобрать у охлаждаемого объекта холодильная машина, в которой используется цикл Карно с КПД, равным = 30%, если к ней подводится работа A = 20 кДж?

1) 6,50; 2) 50,58; 3) 46,67; 4 6,00); 5) 10,00

11. Какое термическое уравнение можно получить из выражения:

, где CV, a, b, S0 и U0 – постоянные величины.

1) Клайперон-Менделеева; 2)Ван-дер-Ваальса ; 3) Клаузиуса; 4) Бертло; 5) Дитеричи II

12. Какое калорическое уравнение можно получить из выражения:

, где Cр, S0 и U0 – постоянные величины.

1) Клайперона-Менделеева; 2)Ван-дер-Ваальса ; 3) Клаузиуса; 4) Бертло; 5) Дитеричи II

13. Записать выражение для энтропии S одного моля идеального газа, у которого теплоемкость СV=a+bT, где a, и b – постоянные.

1) alnT+bTlnT+RlnV+S0; 2) aT+bT2+S0; 3) alnT+bT+RlnV+S0;
4) aT
lnT–bRlnV+S0; 5) aT+RTlnT+bRlnV+S0

14. Два моля идеального газа, первоначально находившегося при Т=300 К и р1=1 атм, сжимается изотермически до давления р2=5 атм. Рассчитать изменение термического потенциала G, Дж.

1)1324,23; 2) 3678,54; 3) 5988,71; 4) 8028,52; 5) 9977,15

15. Известно, что полное разложение одного моля глюкозы позволяет получить 38 молей АТФ. Оценить эффективность (, %) процесса окисления глюкозы, если известно, что для реакции сжигания С6Н12О6 стандартное изменение термического потенциала G= –2879,0 кДж/моль, а синтез одного моля АТФ из АДФ требует затраты энергии G= 31,4 кДж/моль.

1) 15,23; 2) 28,72; 3) 34,89; 4)41,44; 5) 50,12

ТРЕТЬЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. ПОСТУЛАТ ПЛАНКА. УСЛОВИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ К ХИМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ

1. На опыте установлено, что тепловой эффект процесса превращения серы ромбической в серу моноклиническую зависит от температуры по закону: .

Определить температуру Т, К превращения ромбической серы в моноклиническую.

1) 96,42; 2) 112,80; 3) 119,30; 4) 208,21; 5) 369,57

2. Оценить энтропию S, Дж/моль.К одного моля HCl при Т=298,15 К по данным измерений теплоемкостей, если известно: 1) экстраполяция от 0 К до 16 К дает ; 2) для кристаллической фазы I в интервале температур от 16 К до 98,36 К средняя теплоемкость равна ; 3) теплота фазового перехода при Т=98,36 К фазы I в фазуII HIII=1190 Дж/моль; 4) для кристаллической фазы II в интервале температур от 98,36 К до 158,91 К средняя теплоемкость ; 5) энтальпия плавления при Т=158,91 К равна пл=1993 Дж/моль; 6) средняя теплоемкость жидкости в интервале температур от 158,91 К до 188,07 К равна ; 7) теплота испарения жидкости при Т=188,07 К исп=16150 Дж/моль; 8) средняя теплоемкость в интервале температур от 188,07 К до 298,15 К .

1) 98,6; 2) 185,9; 3) 203,2; 4) 298,7; 5) 309,8

3. Чему равняется (К/атм) для системы вода-лед при Т=273,15 К, если известно, что мольные объемы воды и льда равны Vв=0,01802 л и Vл=0,01963 л, а мольная теплота плавления льда пл=6007,8 Дж/моль?

1) 5,610–5; 2) –7,410–3; 3) –6,210–2; 4) 2,110–4; 5) –8.110–1

4. Чему равняется (атм/К) для равновесия между водой и ее паром, если теплота парообразования равна исп=2,3106 Дж/кг, а плотность воды
при 100С в=0,958 г/см3?

1) 4,910–5; 2) 4,910–4; 3) 4,910–3; 4) 4,910–2; 5) 4,910–1

5. Водный раствор NaCl, в котором имеются лед и кристаллы NaCl, находится в равновесии с паром. Определить количество степеней свободы этой равновесной системы.

1) 0; 2) 1; 3) 2; 4) 3; 5) 4

6. В соляных озерах находится водный раствор сульфата натрия и хлористого натрия. Считая эту систему равновесной, найти ее вариантность.

1) 0; 2) 1; 3) 2; 4) 3; 5) 4

7. Чему равняется константа равновесия КС реакции А1, если известно, что степень диссоциации А1 равна 1=10%, объем равновесной смеси V, а в начальный момент было 100 моль А1?

1) 2,5V; 2) ; 3) ; 4) ; 5)

8. Чему равняется константа равновесия Кр реакции А1 при давлении равном р, если известно, что степень диссоциации А1 равна ?

1) ; 2) ; 3) ; 4) ’ 5)

9. При t=50С и давлении р=0,344 атм степень диссоциации N2O4 на NO2 равна 63%. Определить КС реакции (используйте уравнение связи констант Кр и КС).

1) 0,121; 2) 0,034 кмоль/м3; 3) 2,5 м3/кмоль; 4) 0,567 атм; 5) 0,287 атм -1

10. Чему равняется константа равновесия Кр реакции при давлении р=1 атм, если известно, что равновесное парциальное давление равно 0,1 атм и, что в исходной смеси отношение начальных концентраций [A1]O/[A2]O=0,5.

1) 0,00925 атм–1; 2) 2,5 атм; 3) 8,67 атм2; 4) 3,45 атм–1; 5) 5,25

11. Стандартное изменение термодинамического потенциала процесса окисления НАДН

НАДН+Н+НАД++H2

равно G298= –21,83 кДж/моль.

Учитывая разницу в выборе стандартного состояния между физической химией и биохимией, обусловленную физиологическими значениями рН, найти величину G298 (кДж/моль), которая обычно используется при обсуждении биохимических проблем.

1) 18,104; 2) 18,120; 3) –61,780; 4) –61,764; 5) –21,83

12. Используя физико-химический выбор стандартного состояния, найти константу равновесия реакции окисления НАДН (см. условие задачи 11).

1) 10–7; 2) 3,5102; 3) 6,7103; 4) 5,210–4; 5) 107

13. Найти изменение термодинамического потенциала G (кДж/моль) реакции окисления НАДН при температуре 298 К (см. условие задачи 11), пользуясь определением стандартного состояния, принятыми в биохимии, если [НАДН]=1,510–2 М, [H+]=310–5 М, [НАД+]=4,610–3 М, =0,1 атм.

1) –2,01; 2) –10,36; 3) 20,87; 4) 2,15; 5) –25,66

14. Вычислить изменение термодинамического потенциала G (кДж/моль) реакции А1, если известно, что при температуре 428С константа равновесия равна 0,1, а в начальный момент было взять по 0,1 атм и и 0,01 атм А1.

1) –351; 2) 5253; 3) 15632; 4) 26801; 5)26771

15. Для реакции 2А1, константа равновесия (Кр)2000К=0,2Н/м2. Чему равна константа равновесия этой реакции при температуре 1000К (Кр)1000К, Н/м2, если среднее значение теплового эффекта равно 600 кДж/моль?

1) 5,31108; 2) 8,2210–2; 3) 4,2610–17; 4)6,33105; 5) 4,0510–6

Похожие:

Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconПредмет и задачи термодинамики. Нулевое начало. Температура
Термодинамическая вероятность состояния системы (статистический вес). Статистический смысл второго начала термодинамики
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики icon2. Первое начало термодинамики
Уравнение состояния и равновесный термодинамический процесс. Пусть равновесная термодинамическая система характеризуется
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 01. 02. 04
Уравнение сохранения энергии (первое начало термодинамики). Уравнение притока тепла. Двухпараметрические среды. Второе начало термодинамики....
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 01. 02. 05
Уравнение сохранения энергии (первое начало термодинамики). Уравнение притока тепла. Двухпараметрические среды. Второе начало термодинамики....
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconЗакон идеального газа Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс Второе начало термодинамики
Этот закон гласит: при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре (рис. 3)
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconЛекция №14 Первое начало термодинамики План
Основные термодинамические понятия: внутренняя энергия, работа, теплота. Уравнение первого начала термодинамики
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconЗакон термодинамики Уравнения состояния Первый закон термодинамики
Системы с полной нерастворимостью компонентов друг в друге в кристаллическом состоянии
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconВопросы по молекулярной физике и термодинамике
...
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики iconК. Э. Циолковский о втором начале термодинамики опарин Е. Г. Известно множество формулировок второго начала термодинамики. Так, К. А. Путилов в «Лекциях по термодинамике»
О доказательстве второго начала термодинамики М. Планк писал: «Во всяком случае, до настоящего времени не было дано ни одного связанного...
Тесты по термодинамике для биофизиков р. В. Синицына температура. Уравнения состояния. Непрямая калориметрия. Первое начало термодинамики icon3 Второе начало термодинамики
Второе начало термодинамики позволяет определить направление протекания процессов. С этой целью вводится понятие энтропии
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org