ДЗ Вариант 15 (1092656), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Кривая нагревания аморфного тела выглядит иначе (см. пунктирную кривую на рис.4). При равномерном подводе тепла температура аморфного тела непрерывно растет. Для аморфных тел нет определенной температуры перехода в жидкое состояние. Этот переход совершается непрерывно, а не скачками. Можно указать интервал температур, в пределах которого происходит размягчения тела. Это объясняется тем, что жидкости и аморфные тела отличаются лишь степенью подвижности молекул, - аморфные тела представляют собой сильно переохлажденные жидкости.

Рис.3 а б

Температура плавления зависит от давления. Таким образом, переход из кристаллического в жидкое состояние происходит при вполне определенных условиях, характеризуемых значениями давлениями и температуры. Совокупности этих значений соответствует кривая на диаграмме (р, Т), которую принято называть кривой плавления. Кривая плавления идет очень круто. Для того, например, чтобы изменить на 1 К температуру таяния льда, необходимо изменить давление на 132 ат.

Точки кривой плавления определяют условия, при которых кристаллическая и жидкая фазы могут находиться в равновесии друг с другом. Такое равновесие возможно при любом соотношении между массами жидкости и кристаллов, т.е. при значениях объема системы, заключенных в пределах от mV_T до mV_ж, где m - масса системы, а V_{T ­} и V_ж - удельные объемы твердой и жидкой фаз. Поэтому каждой точке плавления соответствует на диаграмме (р, V) отрезок горизонтальной прямой (рис.4.) поскольку вещество в состояниях, изображаемых точками этого отрезка имеет одну и ту же температуру, прямая 1-2 на рис. 4 представляет собой участок изотермы, соответствующий двухфазным состояниям вещества.

Обратный плавлению процесс кристаллизации протекает следующим образом. При охлаждении жидкости до температуры, при которой твердая и жидкая фазы могут находиться в равновесии при данной давлении (т.е. до той же температуры, при которой происходило плавление), начинается одновременный рост кристалликов вокруг так называемых зародышей или центров кристаллизации. Разрастаясь все более, отдельные кристаллики в конце концов смыкаются друг с другом, образуя поликристаллическое твердое тело.

Центрами кристаллизации могут служить взвешенные в жидкости твердые частицы. Тщательно очищенную от таких частиц жидкость можно охладить ниже температуры кристаллизации без того, чтобы началось образование кристалликов. Состояние такой переохлажденной жидкости является метастабильным. Обычно достаточно попасть в такую жидкость пылинке, для того чтобы она распалась на жидкость и кристаллы, находящиеся при равновесной температуре. Однако в некоторых случаях при больших переохлаждениях подвижность молекул жидкости оказывается столь незначительной, что метастабильное состояние может сохраняться очень долго. Жидкость в таких случаях обладает весьма малой текучестью и представляет собой аморфное твердое тело.

Процесс кристаллизации сопровождается выделением такого же количества тепла., которое поглощается при плавлении.

Задача 1.

В сосуде вместимостью 0,3 л находится 1 моль углекислого газа при температуре 300К. Определить давление газа: 1) по уравнению Менделеева-Клайперона; 2) по уравнению Ван-дер-Вальса

Дано:

T = 300K

V = 0,3 л = 10^-3м³

υ = 1 моль

а = 0,361 Па·м⁶/моль²

b = 4,28·10^-5м³/моль

Найти:

р₁ - ? р₂ - ?

Решение.

Ответ.

р₁ = р₂ =

Задача 2.

Две пластины площадью по 100 см² каждая помещены в атмосферу азота на расстоянии 2мм одна от другой. На одной пластине поддерживается температура 0 ºС, на другой 14ºС.

Вследствие теплопроводности азота между пластинами за 1 час прошло 780 кал тепла. Вычислить коэффициент внутреннего трения азота.

Дано:

S = 0,01 м²

d = 2·10^-3м

t = 1ч = 3600с

t₁ = 0^оC

t₂ = 14^оC → ΔТ = 14К

Q = 780 кал = 4,19Дж·780=3270Дж

Найти:

η - ?

Решение.

По закону Фурье

Ответ.

Задача 3.

Два одинаково заряженных шарика подвешены на одинаковых непроводящих невесомых нитях в одной точке. Нити разошлись на некоторый угол а. После погружения всей системы в масло угол расхождения нитей не изменился. Какова плотность масла? Относительная диэлектрическая проницаемость масла 2,2. Плотность материала шариков 1,5*10³ кг/м³.

Дано:

ρ₀ = 1,5·10³кг/м³

ε = 2,2

Найти:

ρ - ?

Решение.

Рассмотрим сначала взаимодействие шариков в воздухе.

На каждый шарик действует три силы :сила тяжести , сила натяжения нити и сила электростатического отталкивания . Запишем условие равновесия шариков в векторной форме или в проекциях на ось x: , на ось y: . Из (1) найдем , из (2) найдем . Следовательно, , откуда . Из рисунка видно, что . Поскольку , то с учетом (3) и (4), имеем , следовательно

,где ε = 1. При погружении шариков в жидкость на каждый шарик стала действовать выталкивающая сила Архимеда .

Для шарика, находящегося в жидком диэлектрике, имеем . Т.к. , где p₀ – плотность материала шарика,

из (5) – (7) имеем

,

Ответ.

Задача 4.

К конденсатору емкостью 10 мкФ, заряженному до 500В, присоединяют незаряженный конденсатор емкостью 5мкФ. Какое количество теплоты выделится в соединительных проводах?

Дано:

С₁ = 10 мкФ = 10^-5Ф

С₂ = 5мкФ = 5·10^-6Ф

U = 500В

Найти:

Q - ?

Решение.

По закону сохранения электрического общий заряд системы не изменится

Ответ.

Список литературы.

1. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб пособие. В 3 -х т. Т.1. Механика. Молекулярная физика. М., 1986.

2. Сивухин Д.В. Термодинамика и молекулярная физика: Учеб. пособие для вузов. - М., 1990.

3. Волькенштейн В. С. Собрник задач по общему курсу физики М. «Наука»

12

Характеристики

Список файлов курсовой работы