1.13. Нарисуйте график функции распределения молекул по компонентам скорости (например, vz) и аналогичный график для функции f (v). В чем состоит их принципиальное отличие?
2.13. Определите среднюю арифметическую скорость молекул газа, если известно, что их средняя квадратичная скорость 1000 м/с.
Ответ: 920 м/с.
3.13. Найти для азота температуру, при которой скоростям молекул v 1 = 300 м/с и v 2 = 600 м/с соответствуют одинаковые значения функции распределения Максвелла f (v). Нарисуйте поясняющие графики.
Ответ: 330 К.
4.13. Во сколько раз число молекул D N 1, скорости которых лежат в интервале от v ср.кв до v ср.кв. + D v, меньше числа молекул D N 2, скорости которых лежат в интервале от v в до v в + D v?
Ответ: 1,1.
ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА
1.13. В моделях по рассмотрению теплопроводности не учитывают характер распределения молекул по скоростям. К чему это приводит?
2.13. Определить, какая масса азота находится в сосуде объемом 100 см3, если средняя длина свободного пробега молекул газа l = 23,2 нм. Эффективный диаметр молекул азота d = 0,28 нм.
|
|
Ответ: m = 0,5 г.
3.13. Концентрация молекул газа в некотором сосуде n = 1,7×1019 м-3. Эффективный диаметр молекул газа d = 0,3 нм. Определить предельный диаметр сосуда, начиная с которого вакуум в сосуде можно считать высоким. (Сосуд сферический).
Ответ: D = 15 см.
ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
1.13. Что называется релаксацией термодинамической системы?
2.13. При изохорном нагревании 50 л молекулярного кислорода (О2) давление газа изменилось на 0,5 МПа. Найти количество сообщенной газу теплоты.
Ответ: 62,5 Дж.
3.13. Какую работу совершает 5 г водорода (Н2) при изотермическом расширении до утроенного объема? Температура газа 17 °С.
Ответ: 6,62 кДж.
4.13. Для нагревания 5 м3 идеального двухатомного газа на 220 К при постоянном давлении 0,094 МПа потребовалось 1,3 МДж теплоты. Найти первоначальную температуру газа.
Ответ: 273 К.
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
1.11. Какая машина называется «вечным двигателем второго рода»?
2.13. КПД цикла Карно h = 0,6, работа, совершаемая при изотермическом расширении, А 12 = 10 Дж. Найти работу, совершаемую при изотермическом сжатии.
Ответ: А 34 = 4 Дж.
3.13. Найти работу, совершаемую двигателем Дизеля за один цикл, если давление в цилиндре Р 1 = 4,5×106 Па, объем цилиндра V 1 = 6 л, объем изобарного расширения изменяется от V 2 = 0,4 л до V 3 = 1,6 л. Показатель адиабаты g = 1,4.
Ответ: А = 9,8 кДж.
4.13. Определить показатель адиабаты для газа, используемого в качестве рабочего тела в тепловой машине с циклом, состоящим из изотермы, изобары и изохоры, степень сжатия газа составляет V 1/ V 2 = 10, КПД цикла h = 0,38.
Ответ: g = 1,67.