Главная›Физика›Жидкие и твёрдые тела

Физика · Пробное ЕНТ

Жидкие и твёрдые тела: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Жидкие и твёрдые тела» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Жидкие и твёрдые тела»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Жидкие и твёрдые тела

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Жидкие и твёрдые тела». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Жидкие и твёрдые тела

Разделяйте поверхностные явления, влажность и свойства твёрдых тел

В этой теме встречаются несколько разных физических моделей: поверхностное натяжение и капиллярность, насыщенный пар и влажность воздуха, упругие деформации, строение твёрдых тел и тепловое расширение. Перед расчётом определите, к какой именно модели относится условие.

01 Определите объект Капля, пузырь, плёнка, капилляр, пар, проволока или кристалл

02 Проверьте число поверхностей У капли одна граница, а у тонкой мыльной плёнки — две

03 Для твёрдого тела найдите деформацию Свяжите силу, площадь сечения, относительное удлинение и модуль Юнга

04 Проверьте ограничения модели Смачивание, предел упругости, свободное или ограниченное тепловое расширение

Поверхностное натяжение

Коэффициент поверхностного натяжения показывает силу, приходящуюся на единицу длины границы поверхности.

F = σ l

F_{плёнка} = 2 σ l

Множитель два для тонкой плёнки появляется потому, что она имеет две свободные поверхности.

Поверхностная энергия и работа

Увеличение площади свободной поверхности требует совершения работы против сил поверхностного натяжения.

A = σ Δ S

A_{плёнка} = 2 σ Δ S

Во второй формуле

Δ S

— изменение площади одной стороны плёнки.

Избыточное давление

Кривизна поверхности создаёт разность давлений по разные стороны границы жидкости.

Δ_{p} = \frac{2 σ}{r}

Δ_{p_{пузырь}} = \frac{4 σ}{r}

Первая формула относится к сферической капле с одной поверхностью. Для мыльного пузыря учитываются две поверхности.

Капиллярные явления

Высота подъёма или опускания жидкости зависит от поверхностного натяжения, плотности, радиуса капилляра и смачивания.

h = \frac{2 σ \cos θ}{ρ g r}

При полном смачивании угол контакта принимают равным нулю. При несмачивании мениск выпуклый, а уровень жидкости в капилляре может быть ниже уровня в сосуде.

Насыщенный пар

Насыщенный пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью. При постоянной температуре его давление определяется температурой, пока жидкая фаза присутствует.

Насыщенный пар Скорости испарения и конденсации в среднем равны.

Ненасыщенный пар При данной температуре его давление меньше давления насыщенного пара.

Повышение температуры Давление насыщенного пара возрастает.

Относительная влажность

Относительная влажность показывает, насколько фактическое содержание водяного пара близко к насыщению при той же температуре.

φ = \frac{p}{p_{нас}} \cdot 100 %

φ = \frac{ρ}{ρ_{нас}} \cdot 100 %

Числитель и знаменатель должны относиться к одной и той же температуре.

Деформация и механическое напряжение

ε = \frac{Δ}{l}

σ_{мех} = \frac{F}{S}

Относительная деформация безразмерна. Механическое напряжение измеряется в паскалях.

Закон Гука и модуль Юнга

В области упругих деформаций механическое напряжение пропорционально относительной деформации.

σ_{мех} = E ε

Δ l = \frac{F l}{E S}

Линейная зависимость выполняется только в пределах области упругой деформации.

Энергия упругой деформации

При медленном упругом растяжении сила возрастает от нуля до конечного значения, поэтому в работе появляется множитель одна вторая.

U = \frac{F Δ l}{2}

U = \frac{E ε^{2} V}{2}

Кристаллы и аморфные тела

Монокристалл Имеет дальний порядок и может проявлять анизотропию физических свойств.

Поликристалл Состоит из множества кристаллических зёрен; в среднем часто проявляет изотропные свойства.

Аморфное тело Не имеет дальнего периодического порядка и обычно размягчается в некотором интервале температур.

Тепловое расширение

Свободное расширение и тепловое напряжение — разные ситуации

Если стержню ничто не мешает расширяться, нагревание изменяет его длину без возникновения дополнительного механического напряжения. Если же расширение полностью запрещено жёсткими опорами, возникает тепловое напряжение.

Δ l = α l_{0} Δ T

σ_{тепл} = E α Δ T

Алгоритм

Как решать задачу по теме

Определите физическую модель

Не смешивайте формулы для капли, мыльного пузыря, плёнки, капилляра и упругого стержня.

Приведите размеры к СИ

Особенно внимательно переводите миллиметры, квадратные миллиметры и квадратные сантиметры.

Проверьте условия применимости

Для закона Гука нужна упругая область, для капилляра — угол смачивания, для теплового расширения — характер закрепления.

Проверьте физический смысл

Меньший капилляр даёт больший подъём, меньшая капля — большее избыточное давление, а относительная влажность без конденсации не должна превышать сто процентов.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Забыть вторую поверхность плёнки

Для мыльной плёнки сила и изменение поверхностной энергии учитывают две поверхности.

Использовать формулу капли для пузыря

У мыльного пузыря избыточное давление в два раза больше, чем у капли того же радиуса и с тем же коэффициентом поверхностного натяжения.

Игнорировать угол смачивания

Формула без косинуса угла допустима только в частном случае полного смачивания.

Сравнивать влажность при разных температурах

Давление или плотность насыщенного пара в знаменателе должны соответствовать текущей температуре.

Путать напряжение и деформацию

Механическое напряжение имеет размерность давления, а относительная деформация является безразмерной.

Считать тепловое расширение всегда свободным

При жёстком закреплении нагревание может создавать значительные механические напряжения даже без внешней нагрузки.