ИДЗ 2. Молекулярная физика. Термодинамика. 1.Из сосуда объемом 100 л выпустили часть идеального газа при температуре 17 °С

1. Из сосуда объемом 100 л выпустили часть идеального газа при температуре 17 °С. Найти массу выпущенного газа. Если плотность газа 2 кг/м³, а изменение давления в ходе процесса изменилось на 0,5×10⁵ Па.

2. Найти отношение h наиболее вероятных скоростей молекул водорода и углекислого газа при одинаковых температурах.

3. Какая часть молекул водорода при 0 °С обладает скоростями от 2000 до 2100 м/с.

4. Построить график зависимости коэффициента диффузии D водорода от температуры Т в интервале температур 100 ¸ 600 К через каждые 100 К при р = const = 10 кПа.

5. Вертикальный цилиндр закрыт невесомым поршнем. Площадь основания цилиндра 1 м². Под поршнем находится воздух при температуре 0 °С и давлении 1,01·10⁵ Па. Воздух под поршнем нагревают на 1 °С, и поршень при этом поднимается. Найти работу, совершенную расширяющимся воздухом.

6. Определить степень сжатия газа Р ₁/ Р ₂ в тепловой машине, работающей по циклу, состоящему из двух изотерм с температурами Т ₁ = 400 К и Т ₂ = 200 К и двух изобар. КПД цикла равно h = 0,22. В качестве рабочего вещества используется идеальный двухатомный газ.

7. В результате изотермического сжатия 0,887 м³ воздуха, находящегося при температуре 30 ºС и начальном давлении 0,1 МПа, энтропия его уменьшилась на 673 Дж/К. Определите объем воздуха в конце процесса.

8. 0,5 киломоля трехатомного газа адиабатически расширяется в вакуум от V ₁ = 0,5 м³ до V ₂ = 3 м³. При этом происходит пониже­ние температуры газа на 12,2 °С. Найдите по этим данным посто­янную а Ван-дер-Ваальса.

Теоретические вопросы

9. С уменьшением давления длина свободного пробега молекулы увеличивается. До какого предела возможно это увеличение?

10. Дайте определение статистического веса (термодинамической вероятности) данного макросостояния.

Вариант 5