Молекулярная физика и термодинамика. Вопросы и задания для сам. работы. Степина, Бутко РУДН 201928022019 (1106029), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Температура при этом повышается до Зб 37 гз — — 125сС. Определить показатель политропы, конечный объем, затраченную работу и количество отведенной 'теплоты. Изобразить процесс в (Р,У) и (Т,З)-диаграммах. б. В цилиндрическом сосуде высотой 22 см и площадью основания 8=9 см под невесомым поршнем площадью 3 находится газ при нормальных условиях. Когда на поршень положили груз массой 18 кг, поршень опустился на 11,8 см.
Считая' сжатие газа адиабатным, найдите показатель адиабаты. 7. Воздух, начальные параметры которого р~=0,1 МПа н Т~=ЗОО К адиабатно сжимается в компрессоре турбонагнетателя двигателя внутреннего сгорания' до давления р=0,28 МПа, затем при р=сопз1 воздух охлаждается в холодильнике до температуры В=37 С. Определить работу сжатия компрессора и количество теплоты отводимой от 1 кг воздуха. 8. Два газа, А и В, занимающие один и тот же начальный объем Ча, при одинаковом начальном давлении Рс внезапно подвергаются адиабатическому сжатию, каждый — до половины своего первоначального объема. Каково конечное давление в каждом газе по сравнению с начальным, если уа — — 5/3 (одноатомный газ), ув — — 7/5 (двухатомный газ)? 9. Определить внутреннюю энергию аммиака (МНз) при давлении 20 кПа и температуре 7'С.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА'В ГАЗАХ ' И ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ МЕТОДОМ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ Тема работы: ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Вопросы к допуску к лабораторной работе 13' 1. Объясните процесс распространения звука в газах. 2. Какой процесс называется адиабатический? 3. Почему процесс распространения акУстических волн можно считать адиабатическим? 4. От каких величин зависит скорость звука в воздухе? 5.
Объясните, как образуются стоячие волны. б. Постройте график зависимости скорости звука от температуры по формуле (11). 7. Получите и поясните расчетную формулу. 8. Как производится обработка результатов измерений? Вопросы к защите лабораторной работы 13 1. Сформулируйте первое начало термодинамики. 2. Что такое теплоемкость тела? удельная теплоемкость? молярная теплоемкость? Единицы измерения в СИ.
3. Какой процесс называется адиабатнческнми? Запишите первое начало термодинамики для адиабатического процесса. Какие параметры состояния изменяются при адиабатнческом процессе? 4. Почему процесс распространения акустических волн можно считать адиабатическим? б. Получите выражения для теплоемкости вещества при постоянном объеме, при постоянном давлении. Как объясняется зависимость теплоемкости газа от температуры? 6. Какая существует связь между теплоемкостями С, и Сг? 7.
Выведите уравнение Пуассона для адиабатического процесса. Как выражается показатель адиабаты? 8. Объясните, как образуются стоячие волны. 38 39 40 41 9. Объясните соотношение между длиной бегущей и стоячей волны. 10. Одинакова лн амплитуда /фаза/ колебаний частиц среды, находящихся между двумя соседними узлами стоячей волны 11.
При каких условиях существует плоская волна в трубе? 12. Объясните зависимость скорости звука в газах от температуры. 13. Выведите формулу для расчета скорости звука в газе. 14. Объясните, что такое интенсивность звука, громкость, звуковая энергия и каковы единицы их измерения. Задания для самостоятельного решения Вариант 1 1. Найдите отношение скоростей звука в гелии и водороде при одной и той же температуре. 2. Скорость звука в некотором газе при нормальных условиях с = 317 м/с.
Плотность газа р = 0,00143 г/смз. Определить отношение ср/си для данного газа. 3. Найти выражение для скорости звука в смеси рм рз и рз молей различных идеальных газов при температуре Т. 4. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе из воздуха в воду? Скорость распространения звука в воздухе 340 м/с, в воде — 1450 м/с.
5. Скорость распространения звука в керосине 1330 м/с. Найти сжимаемость керосина. 6. Найти скорость распространения звука в СОз, если известно, что при давлении 1,01 10з Па, плотность газа 1,977 кг/мз. 7. Закрытая труба издает основной тон до на частоте 130,5 Гц. Трубу открьни. Какую частоту имеет основной тон теперь? Какова длина трубы? .Скорость распространения звука в воздухе 340 м/с. 8. Наблюдатель находиться на расстоянии 250 м от человека уда- рившего по колоколу. Через какое время после удара наблюда- тель услышит звук? Температура воздуха 20 'С. 9. Скорость звука в морской воде 1560 и/с.
На каком расстоянии находятся ближайшие точки, совершающие колебания в проти- воположных фазах, если частота колебаний равна 390 Гц? 10. Два громкоговорителя воспроизводят звук на частоте 1150 Гц. Человек находится на расстоянии 3 м от одного громкоговорите- ля и 4,5 м от другого. Каков результат сложения волн в том ме- сте, где находится человек? Температура окружающей среды 24ОС. Рассмотрите два случая: а) громкоговорители работают в одной фазе; б) громкоговорители работают в противофазе. Вариант 2 1.
Найдите отношение скоростей звука в азоте и неоне при одной и той же температуре. 2. Скорость звука в некотором газе при нормальных условиях с = 308 м/с. Плотность газа р = 0,00178 г/смз: Определить отношение ср/с„для данного газа. 3. Найти выражение для скорости звука в смеси ры рз, рз и р.„ молей различных идеальных газов при температуре Т. 4. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе из воздуха в спирт? Скорость распространения звука в воздухе 340 м/с, в спирте — 1120 м/с. 5. Найти скорость распространения звука в меди.
6. Найти скорость распространения звука в аргоне, если известно, что при давлении 1,01 10з Па, плотность газа 1,784 кг/м'. 7. Открытая труба издает основной тон ми на частоте 330 Гц. Трубу закрыли. Какую частоту имеет основной тон теперь? Какова длина'трубы? Скорость распространения звука в воздухе 340 и/с. 8. Раскат грома прозвучал через 15 минут после вспышки мол- нии. На каком расстоянии от наблюдателя произошел грозовой раскат, 'если температура воздуха 3 5 ОС. 43 9. Скорость звука в воде 1450 м/с. На каком расстоянии находят- ся ближайшие точки, совершающие колебания в противополож- ных фазах, если частота колебаний равна 725 Гц? 10.
Два громкоговорителя воспроизводят звук на частоте,1 100 Гц. Человек находится на расстоянии 2-м от одного громкоговорите- ля и 2 8 м от другого. Каков результат сложения волн в том ме- сте, 'где находится человек? Температура окружающей среды 30~С. Рассмотрите два случая: а) громкоговорители работают в одной'фазе, б) громкоговорители работают в противофазе. Вариант 3 1. Найдите отношение скоростей звука в аргоне и кислороде при одной и той же температуре.
2. Скорость звука в некотором газе при нормальных условиях с = 334 м/с. Плотность газа 0,00125 г/смз. Определить отношение ср/сг для данного газа, 3. Найти выражение для,скорости звука в смеси гт и ъ'з молей различных идеальных газов при температуре Т. 4. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе из неона в стекло7 Скорость распространения звука в неоне 435 м/с, в стекле — 5600 м/с.
5. Скорость распространения звука,в глицерине 1930 м/с. Найти сжимаемость глицерина. 6. Найти скорость распространения звука в двухатомном газе, если известно, что при давлении 1,01 10з Па, плотность газа 1,29 кг/мз 7. Закрытая, труба издает основной тон соль на частоте 196 Гц. Трубу открыли. Какую частоту имеет основной тон теперь? Ка- кова длина трубы? Скорость распространения звука в воздухе 340 м/с. 8. Определите скорость звука в воде, если, источник звука колеб- лется с периодом 0,002 с возбуждает в воде волны длиной 2,9 м. 9. Определите скорость звука в воде, если источник звука колеб- лется с периодом 0,002 с возбуждает в воде волны длиной 2,9 м. 10.
Два громкоговорителя воспроизводят звук на частоте 1500 Гц. Человек находится на расстоянии 4 м от одного громкоговорите- ля и 4,8 м от другого. Каков результат сложения волн в том ме- сте, где находится человек? Температура окружающей среды 18вС. Рассмотрите два случаи: а) громкоговорители работают в одной фазе; б) громкоговорители работают в противофазе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 16 ОЗНАКОМЛЕНИЕ СО СТАТИСТИЧЕСКИМИ. ЗАКОНОМЕРНОСТЯМИ НА МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ Тема работы: СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Вопросы к допуску к лабораторной 'работе 16 1. Что изучается в данной лабораторной работе. 2. Принцип выполнения лабораторной работы. Какова роль раз- меров зерна. 3. Определение идеального газа. 4. Чем отличаются распределения, полученные с разным числом сеток? С разным /небольшим/ числом частиц? 5. Всегда ли в наших опытах получается распределением близкое к нормальному? При каких условиях будут наблюдаться откло- нения от нормального закона? 6. Объясните, что такое дисперсия и мера точности? 7.
Как производится обработка результатов измерений? 8. Что такое условие нормировки? 9. Какие величины характеризуют ширину кривой распределе- ния? 10. Сравните распределение молекул идеального газа по скоро- стям с Гауссовым законом распределения. 11. При каких предположениях справедливо распределение Максвелла по скоростям в условиях данной задачи? Вопросы к защите лабораторной работы 16 В чем состоит особенность описания систем, содержащих большое число частиц? В чем заключается сходство и различие между термодинамическим и статистическим методами описания состояния термодннамических систем. Что такое термодинамические параметры? Какие термодинамические параметра вы знаете? Дайте определение температуры. Каковы методы ее измерения? Что такое абсолютная шкала температур? Какие эмпирические газовые законы вы знаете? Какие процессы они описывают? Уравнение состояния идеального газа Клапейрона-Менделеева.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
