Řešení

 

Molekulová fyzika

 

1. Molekulová fyzika využívá k popisu vlastností látek:

    1. algebraické metody
    2. analytické metody
    3. statistické metody

 

2. Do kterých tří tvrzení se dá shrnout podstata kinetické teorie látek?

  1. Vnitřní struktura látek je diskrétní.
  2. Částice se neustále neuspořádaně pohybují tepelným pohybem.
  3. Jednotlivé částice na sebe vzájemně působí elektromagnetickými silami.

 

3. Vyberte jevy, které dokazují neustálý pohyb molekul:

  1. fotoefekt
  2. Brownův pohyb
  3. difuze
  4. Dopplerův jev
  5. osmóza

 

4. Jak by se lišil diagram Brownova pohybu, kdyby teplota kapaliny byla menší?

Počet srážek molekul kapaliny s pylovou částicí by se snížil. Střední rychlost pohybu pylové částice by přitom byla menší. Ve stejných časových intervalech by částice urazila menší vzdálenosti.

Termodynamika

 

1. Uveďte základní rozdíly mezi termodynamikou a molekulovou fyzikou:

  1. Molekulová fyzika používá k popisu dějů statistické metody. Termodynamika používá k popisu dějů fenomenologický přístup, který je založen na studiu vnějších makroskopických vlastností systému.
  2. Molekulová fyzika uvažuje diskrétní rozložení látky, ale v termodynamice předpokládáme, že látka je v celém objemu rozložena spojitě.

 

2. Které podmínky musejí být ve vícefázové termodynamické soustavě splněny, aby soustava byla ve stavu termodynamické rovnováhy?

  1. Hustoty všech fází termodynamické soustavy jsou stejné.
  2. V termodynamické soustavě nedochází k chemickým reakcím.
  3. Tlaky všech fází termodynamické soustavy jsou stejné.
  4. Teploty všech fází termodynamické soustavy jsou stejné.
  5. Všechny fáze termodynamické soustavy mají stejná látková množství.

 

3. Vyberte správný vztah pro vnitřní energii termodynamické soustavy:

  1. U = W + Wp + Wk
  2. U = W - Wp - Wk
  3. U = W + Wp - Wk
  4. U = Wp - W - Wk

kde W je celková energie soustavy, Wp je potenciální energie soustavy jako celku a Wk je kinetická energie soustavy jako celku.

 

4. Doplňte tabulku: ano, ne

Model termodynamické soustavy (TS)

Může docházet k výměně částic s okolím?

Může docházet ke sdílení tepla s okolím?

Uzavřená TS

NE

ANO

Adiabaticky izolovaná TS

NE

NE

Otevřená TS

ANO

ANO

Izolovaná TS

NE

NE

 

5. Uveďte jednotky fyzikálních veličin:

  1. měrná tepelná kapacita – joule na kelvin a kilogram
  2. teplo - joule
  3. tepelná kapacita – joule na kelvin
  4. molární tepelná kapacita – joule na kelvin a mol

 

6. Umístíme-li dvě tělesa o různých teplotách do vakua, jakým mechanismem se jejich teploty vyrovnají?

Pokud se předměty nedotýkají, tak jediným možným způsobem je sdílení tepla zářením.

 

Plyny

 

1. Které z následujících tvrzení není pravdivé?

  1. Molekuly ideálního plynu mají zanedbatelné rozměry.
  2. Molekuly ideálního plynu na sebe silově působí výhradně při pružných srážkách.
  3. Molekuly ideálního plynu se chovají jako dokonale pružné částice.
  4. Molekuly ideálního plynu se vzájemně odpuzují, což je podstata tlaku plynu.

 

2. Střední kvadratická rychlost je rychlost, kterou...

  1. ...se pohybuje největší počet molekul plynu.
  2. ...by se teoreticky měly pohybovat všechny molekuly, kdyby se všechny pohybovaly stejnou rychlostí a celková kinetická energie ideálního plynu by odpovídala kinetické energii, kterou za dané teploty má.
  3. ...se pohybují nejrychlejší molekuly.

 

3. Napište stavovou rovnici ideálního plynu pro 1 mol:

 

pV = RT

4. Doplňte tabulku:

Děj

Volně se mění veličiny

Nemění se veličiny

Izotermický děj

objem a tlak

teplota

Izobarický děj

teplota a objem

tlak

Izochorický děj

teplota a tlak

objem

Adiabatický děj

teplota, tlak i objem

teplo soustava nepřijímá

 

5. Vznětový motor má nižší spotřebu než motor zážehový, protože:

  1. jeho pracovní teplota je vyšší než teplota zážehového motoru.
  2. mají dokonalejší vstřikování paliva.
  3. nafta má vyšší oktanové číslo než benzín.
  4. jsou čtyřdobé.

 

Kapaliny

 

 

1. Které z následujících tvrzení je pravdivé?

  1. Na molekulu uvnitř kapaliny nepůsobí žádné síly.
  2. Výslednice všech sil působících na molekulu uvnitř kapaliny je nulová.
  3. Molekula uvnitř kapaliny je přitahována ke stěnám nádoby.

 

2. Vyberte správný konec věty: Molekuly kapalin...

  1. ...nekmitají kolem rovnovážných poloh.
  2. ...kmitají kolem rovnovážných poloh, ale po několika nanosekundách svou rovnovážnou polohu opět mění.
  3. ....kmitají kolem rovnovážných poloh, ve kterých zůstávají neomezeně dlouho.

 

3. Rovnovážný stav je ve fyzice vždy charakterizován minimem energie. Kapalina se tak při daném objemu snaží zaujmout:

  1. minimální objem
  2. maximální povrch
  3. maximální objem
  4. minimální povrch

 

4. Pro kapalinu, která smáčí stěny nádoby, platí:

  1. síly kohezní převládají nad silami adhezními
  2. okraj kapaliny přilne ke stěnám
  3. krajní úhel je ostrý
  4. krajní úhel je tupý
  5. síly adhezní převládají nad silami kohezními
  6. okraj kapaliny se u stěn nádoby snižuje

 

5. Proč se zvětšuje objem bublin unikajících v kapalině při jejím zahřívání ode dna nádoby k povrchu?

Celkový tlak, který působí na bublinu, v kapalině je roven součtu atmosférického tlaku a hydrostatického tlaku kapaliny. Na bublinu blíže povrchu kapaliny působí menší hydrostatický tlak. Bublina se pak může více rozpínat.

 Pevné látky

 

1. Které z následujících látek jsou krystalické?

  1. ocel
  2. vosk
  3. sklo
  4. diamant

 

2. Přiřaďte správně krystalografickou soustavy k látkám:

Látka

 

Krystalografická soustava

 

Grafit

1

Čtverečná

2

Bílý cín

2

Trojklonná

5

Síra

3

Kosočtverečná či jednoklonná

3

Sůl kamenná

4

Romboedrická

6

Dichroman draselný

5

Šesterečná

1

Kalcit

6

Krychlová

4

 

3. Dokončete větu tak, aby byla pravdivá: Plošně centrovaná elementární buňka má...

  1. ...ve středu jedné ploch další atom nebo molekulu.
  2. ...ve středech dvou protějších ploch další atom nebo molekulu.
  3. ...ve středech všech ploch další atom nebo molekulu.
  4. ...v průsečíku tělesových úhlopříček další částici.

4. Intersticiální poloha částice, šroubová porucha, vakance, příměs a hranová porucha jsou poruchy krystalových mřížek. Rozdělte je do dvou skupin podle toho, zda se jedná o bodové nebo čárové poruchy:

  1. Bodové poruchy: intersticiální poloha částice, vakance, příměs
  2. Čárové poruchy: šroubová porucha, hranolová porucha

 

5. Uveďte minimálně tři případy teplotní roztažnosti pevných látek z každodenní praxe:

  1. Bimetal, používán například u žehliček.
  2. Mostní konstrukce nejsou připevněny k pilířům, ale pouze položeny na ocelové válce.
  3. Kovové vodiče (například rozvody elektřiny) nejsou mezi stožáry v létě zcela napnuty, protože v zimě se jejich délka zkracuje.

Další možné odpovědi například mohou být:

Kovové kotle se nikdy přesně nezazdívají, aby mohly zvětšovat své rozměry.
Písty motorů mají za studena menší průměr, než je průměr dutiny válců.
Kovová potrubí mají pružná kolena.
Dálková měřidla (odměrné válce, pipety a baňky) udávají správnou hodnotu délky nebo objemu jen při teplotě, pro kterou byly opatřeny stupnicí.

 

Fázové přechody

 

1. Kolik stupňů volnosti má termodynamická soustava tvořena dvěma složkami v jedné fázi?

  1. žádný
  2. jeden
  3. dva
  4. tři

 

2. Mezi které fázové přechody řadíme změnu krystalické struktury pevné látky?

Změna krystalické struktury pevné látky není řazena mezi fázové přechody prvního druhu ani mezi fázové přechody druhu druhého. Protože má některé vlastnosti charakteristické pro první skupinu přechodů a některé naopak pro druhou skupinu přechodů, vytváří přirozený přechod mezi fázovými přechody prvního a druhého druhu.

 

3. Popište rozdíly mezi vypařováním a varem:

Vypařování nastává pouze z volného povrchu kapaliny, ale var v celém objemu kapaliny. Var nastává pokud kapalina dosáhne takové teploty, že jí odpovídající tlak sytých par je roven tlaku okolního vzduchu.

 

4. Pojmem “oblast měknutí” označuje:

  1. Interval nejčastějších teplot tání u kovů.
  2. Teplotu, při které se z pevné látky stává plazma.
  3. Interval teplot, ve kterém měknou amorfní látky.
  4. Interval teplot, ve kterém jsou amorfní látky v kapalné fázi.
  5. Interval teplot, ve kterém měknou pevné látky.

 

5. Doplňte: Skupenské teplo kondenzační je rovno...

  1. ...skupenskému teplu tání.
  2. ...skupenskému teplu sublimačnímu.
  3. ...skupenskému teplu vypařování.

 

6. Přiřaďte charakteristickou změnu k dané fázové přeměně:

Fázová přeměna

 

Krystalografická soustava

 

Supravodivost

1

Přechod pevné látky v plyn

4

Magnetická přeměna

2

Zmizení vnitřního odporu kapaliny

3

Supratekutost

3

Skokové snížení elektrického odporu pevné látky

1

Sublimace

4

Látka vytváří doménovou strukturu

2

Kondenzace

5

Přechod plynné látky v kapalinu

5

 

1.2 zpet.jpg (1745 bytes)