Реальные газы и жидкости

А. Реальные газы

1.17. В каком случае эффект Джоуля – Томсона называется положительным (отрицательным)? Приведите примеры.

2.17. Найти наибольший объем, который может занимать вода массой m = 1 кг в жидком состоянии (а = 5,4×10 Н×м⁴/кмоль²; b = 0,03 м³/кмоль).

Ответ: V = 5 л.

3.17. Какой наибольший объем может занимать 1 кг жидкого водорода?

Ответ: 40 л.

Б. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Явления капиллярности и смачивания. Испарение и кипение жидкостей

1.17. Рассчитайте радиус капли воды, вытекающей из узкой вертикальной трубки радиусом r, если величина поверхностного натяжения воды равна 0,75 Н/м, r = 10^-³ м.

2.17. Масса 100 капелек спирта, вытекающего из капилляра т = 0,71 г. Определить коэффициент s поверхностного натяжения спирта, если диаметр шейки капли в момент отрыва равен d = 1 мм.

Ответ: 0,022 Н/м.

3.17. Найти добавочное давление внутри мыльного пузыря диаметром d = = 10 см. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть этот пузырь? Т = const.

Oтвет: 3,2 Н/м²; 2,5×10^-³Дж.

Вариант № 18.

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА. ТЕМПЕРАТУРА И СРЕДНЯЯ ЭНЕРГИЯ

ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

1.18. Как вычислить давление при наличии силы тяжести?

2.18. Определить наименьший объем V _min баллона, вмещающего m = 6 кг кислорода, если его стенки при температуре t = 27 °С выдерживают давление 15 МПа.

Ответ: 31 л.

3.18. Газ занимает объем V = 2 л под давлением Р = 0,5×10⁶ Па. Определить примерную кинетическую энергию поступательного движения молекул газа.

Ответ: 1,5 кДж.

4.18. Определить плотность r насыщенного водяного пара в воздухе при температуре Т = 300 К. Давление водяного пара при этой температуре Р = 3,55 кПа.

Ответ: 25,6 г/м³.

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА

1.18. Как график кривой распределения молекул по скоростям зависит от природы газа? Приведите примеры.

2.18. Вычислить среднеквадратичную скорость молекул газа, у которого при нормальном атмосферном давлении плотность r = 1,55 г/л.

Ответ: 359 м/с.

3.16. При какой температуре функция распределения f (v) молекул водорода имеет максимум при скорости v ₂ = 500 м/с.

Ответ: 586 К.

4.18. Газ состоит из молекул массы m и находится при температуре Т. Запишите распределения молекул по кинетическим энергиям W. Определите наиболее вероятное значение кинетической энергии W _вер.

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

1.17. Опишите методы экспериментального определения коэффициента самодиффузии.

2.18. В сосуде объемом V = 2 л находится N = 4×10²² молекул двухатомного газа. Теплопроводность газа l = 14 мВт/(м×К). Найти коэффициент диффузии D газа.

Ответ: D = 2,02×10^-⁵ м²/с.

3.18. Оценить эффективный диаметр молекул воздуха, если при температуре t = 10 °С и давлении 101,3 кПа коэффициент диффузии D = 1,45×10^-⁵ м²/с.