ИДЗ 2. Молекулярная физика. Термодинамика. 1.В стеклянной, запаянной с одного конца трубке находится водород, «закрытый» столбиком ртути длиной 10,0 см

1. В стеклянной, запаянной с одного конца трубке находится водород, «закрытый» столбиком ртути длиной 10,0 см. Первоначально трубка была повернута открытым концом вверх, и газ в ней имел температуру 16 °С. Какова была длина столбика водорода, если после перевертывания трубки открытым концом вниз и нагревании газа до 39 °С ртутный столбик переместился на 7,0 см? Атмосферное давление равно 10⁵ Па.

2. Найти среднюю арифметическую скорость молекулы водорода при температуре кипения водорода Т = 20 К и при Т = 5000 К, когда почти все молекулы диссоциированы на атомы.

3. В баллоне находится 2,5 г кислорода. Найти число молекул кислорода, скорости которых превышают значение средней квадратичной скорости.

4. Определите массу азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку 50 см² за 20 с, если «градиент» плотности в направлении, перпендикулярном площадке, равен 1 кг/м⁴. Температура азота 290 К, а средняя длина свободного пробега его молекул равна 1 мкм.

5. Нагревание одного моля идеального газа при постоянном давлении на 50 К потребовало 1454 Дж теплоты. Найти число атомов в молекуле этого газа и работу, совершенную газом при его нагревании.

6. Определить степень сжатия V ₁/ V ₂ в тепловой машине с циклом, состоящим из двух изохор и двух адиабат, если КПД цикла h = 0,51. В качестве рабочего тела используется углекислый газ.

7. Два киломоля гелия, находящегося при нормальных условиях, расширяются адиабатически так, что занимаемый объем увеличивается в 3 раза. Определите изменение энтропии газа.

8. 1 киломоль азота занимает объем 55 л при давлении 620 атм. Найти температуру азота.

Теоретические вопросы

9. Как внутреннее трение зависит от температуры?

10. Дайте определение энтропии, исходя из ее статистического смысла.

Вариант 9