Давление газа. Температура и средняя энергия

ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

1.15. Как найти полную энергию одноатомного газа? Как выглядит уравнение состояния, если в качестве идеального газа выступают фотоны?

2.15. Плотность некоторого газа при температуре t = 14 °С и давлении Р = 4×10⁵ Па равна 0,68 кг/м³. Определить молярную массу m этого газа.

Ответ: 4 кг/моль.

3.15. Вычислить среднюю энергию поступательного, вращательного и колебательного движения двухатомной молекулы газа при температуре Т = 3000 К.

Ответ: 6,2×10^-20 Дж; 4,1×10^-20 Дж; 4,1×10^-20 Дж.

4.15. Определить наименьшее возможное давление идеального газа в процессе, происходящем по закону Т = Т ₀ + a V ², Т ₀ = 330 К; a = 30 К/м⁶. Изобразить данный процесс в координатах Р, V.

Ответ: Р _min = 1,6×10⁶ Па.

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА

1.15. Каково физическое содержание среднеквадратичной скорости? Каким образом можно получить формулу данной скорости?

2.15. Вычислить при температуре t = 17 °С среднюю квадратичную скорость движения молекулы кислорода и среднюю квадратичную скорость капельки воды диаметром d = 0,1 мкм, взвешенной в воздухе.

Ответ: 470,0 м/с; 0,15 м/с.

3.15. Определить температуру кислорода, при которой функция f (v) будет иметь максимум при скорости v ₂ = 500 м/с.

Ответ: 485 К.

4.15. Найти относительное число молекул гелия, скорости которых лежат в интервале от v ₁ = 1990 м/с при температуре Т = 300 К.

Ответ: 0,53 %.

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

1.15. Дайте определение диффузионного потока.

2.15. Определить при какой температуре коэффициент теплопроводности l = = 8,25 мВт/(м×К). Эффективный диаметр молекул азота d принять равным 0,38 нм.

Ответ: Т = 280 К.

3.15. Найти длину свободного пробега молекул водорода при нормальных условиях, если коэффициент диффузии D = 0,9×10^-4 м²/с.

Ответ: l = 0,16 мкм.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

1.15. Является ли работа, совершаемая термодинамической системой, функцией ее состояния или это функция процесса?

2.15. Кислород (О₂) нагревается при постоянном давлении 80 кПа. При этом объем газа увеличивается от 1 до 3 м³. Определить изменение внутренней энергии газа, совершенную им при расширении работу и количество сообщенной газу теплоты.

Ответ: 0,4 МДж; 160 кДж; 560 кДж.

3.15. Кислород (О₂) нагрели при постоянном давлении на 12 °С. При этом было израсходовано 1760 Дж теплоты. Найдите массу кислорода.

Ответ: 0,16 кг.

4.15. Водород (Н₂) при постоянном давлении был нагрет на 297 К. При этом газу было сообщено 5,3 МДж теплоты. Определите массу газа и совершенную им работу.

Ответ: 1,6 кг; 1,5 МДж.