2015-05-20
1289
ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
1.15. Как найти полную энергию одноатомного газа? Как выглядит уравнение состояния, если в качестве идеального газа выступают фотоны?
2.15. Плотность некоторого газа при температуре t = 14 °С и давлении Р = 4×105 Па равна 0,68 кг/м3. Определить молярную массу m этого газа.
Ответ: 4 кг/моль.
3.15. Вычислить среднюю энергию поступательного, вращательного и колебательного движения двухатомной молекулы газа при температуре Т = 3000 К.
Ответ: 6,2×10-20 Дж; 4,1×10-20 Дж; 4,1×10-20 Дж.
4.15. Определить наименьшее возможное давление идеального газа в процессе, происходящем по закону Т = Т 0 + a V 2, Т 0 = 330 К; a = 30 К/м6. Изобразить данный процесс в координатах Р, V.
Ответ: Р min = 1,6×106 Па.
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА
1.15. Каково физическое содержание среднеквадратичной скорости? Каким образом можно получить формулу данной скорости?
2.15. Вычислить при температуре t = 17 °С среднюю квадратичную скорость движения молекулы кислорода и среднюю квадратичную скорость капельки воды диаметром d = 0,1 мкм, взвешенной в воздухе.
Ответ: 470,0 м/с; 0,15 м/с.
3.15. Определить температуру кислорода, при которой функция f (v) будет иметь максимум при скорости v 2 = 500 м/с.
Ответ: 485 К.
4.15. Найти относительное число молекул гелия, скорости которых лежат в интервале от v 1 = 1990 м/с при температуре Т = 300 К.
Ответ: 0,53 %.
ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА
1.15. Дайте определение диффузионного потока.
2.15. Определить при какой температуре коэффициент теплопроводности l = = 8,25 мВт/(м×К). Эффективный диаметр молекул азота d принять равным 0,38 нм.
Ответ: Т = 280 К.
3.15. Найти длину свободного пробега молекул водорода при нормальных условиях, если коэффициент диффузии D = 0,9×10-4 м2/с.
Ответ: l = 0,16 мкм.
1.15. Является ли работа, совершаемая термодинамической системой, функцией ее состояния или это функция процесса?
2.15. Кислород (О2) нагревается при постоянном давлении 80 кПа. При этом объем газа увеличивается от 1 до 3 м3. Определить изменение внутренней энергии газа, совершенную им при расширении работу и количество сообщенной газу теплоты.
Ответ: 0,4 МДж; 160 кДж; 560 кДж.
3.15. Кислород (О2) нагрели при постоянном давлении на 12 °С. При этом было израсходовано 1760 Дж теплоты. Найдите массу кислорода.
Ответ: 0,16 кг.
4.15. Водород (Н2) при постоянном давлении был нагрет на 297 К. При этом газу было сообщено 5,3 МДж теплоты. Определите массу газа и совершенную им работу.
Ответ: 1,6 кг; 1,5 МДж.
