Уравнение состояния идеального газа. 1. 2. Каков физический смысл, размерность и численное значение универсальной газовой постоянной R

1.2. Каков физический смысл, размерность и численное значение универсальной газовой постоянной R?

2.2. Воздух в аудитории находится при нормальных условиях. Найти число его молекул в 1 см³.

Ответ: 2,5×10¹⁹ см^-3.

3.2. Масса крупной молекулы органического вещества m = 10^-18 г. Найти полную среднюю кинетическую энергию теплового движения такой молекулы, взвешенной в воздухе при температуре 27 °С.

Ответ: 1,26×10^-20 Дж.

4.2. Смесь объемом V = 20 л содержит смесь водорода и гелия при температуре t = 20 °С и давлении Р = 2×10⁵ Па. Масса смеси m = 50 г. Найти отношение массы водорода к массе гелия в данной смеси.

Ответ: 0,5.

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА

1.2. В чем состоит отличие функций f (v_z), f (v_y), f (v_x). Покажите, что законы распределения молекул по компонентам скорости v_x, v_y, v_z идентичны (неидентичны).

2.2. Найти отношение h средних квадратичных скоростей молекул водорода и кислорода при одинаковых температурах.

Ответ: h = 2,8.

3.2. При какой температуре газа, состоящего из смеси водорода и гелия, наиболее вероятные скорости молекул этих газов будут отличаться друг от друга на D v = 20 м/с.

Ответ: 5,4 К.

4.2. Какая часть молекул кислорода при 0 °С обладает скоростью от 100 до 110 м/c?

Ответ: 0,4 %.

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

1.2. При каких условиях газ можно считать разреженным?

2.2. Определите коэффициент теплопроводности l азота, если коэффициент динамической вязкости h для него при тех же условиях равен 10 мкПа×с.

Ответ: l = 1,42×10^-2 Вт/(м×с).

3.2. Найти число степеней свободы идеального газа, для которого вязкость h = = 8,6 мкПа×с, а теплопроводность l = 89,33 мВт/(м×К).

Ответ: i = 2.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

1.2. Что являетсяокружающей средой для термодинамической системы?

2.2. Атомарный кислород (О), молекулярный кислород (О₂) и озон (О₃) отдельно друг от друга расширяются изобарно. Определить, какая часть подводимого тепла расходуется: 1) на работу расширения; 2) на изменение внутренней энергии О, О₂, О₃.

Ответ: 1) 0,4; 0,29; 0,25; 2) 0,6; 0,71; 0,75.

3.2. В цилиндре под поршнем находится воздух. На его нагревание при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Найти совершенную газом работу. Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна 10³ Дж/(кг·К), масса 1 моля воздуха 29 г.

Ответ: 1433 Дж.

4.2. В цилиндре с поршнем находится 1,6 кг кислорода (О₂). Начальная температура газа 290 К, а давление 0,4 МПа. До какой температуры был нагрет газ, если совершенная при этом работа равна 40 кДж?

Ответ: 383 К.