И.Е. Иродов - Задачи по общей физике (1111903), страница 21
Текст из файла (страница 21)
2.189. Две вертикальные параллельные друг другу стеклянные пластины частично погружены в воду. Расстояние между пластинами с(=0,10 мм, их ширина 1=12 см. Считая, что вода между пластинами не доходит до их верхних краев и что смачивание полное, найти силу, с которой они притягиваются друг к другу.
2. ИО. Найти время исчезновения мыльного пузыря радиуса /?, соединенного с атмосферой капилляром, который имеет длину ! и радиус канала г. Поверхностное натяжение ог, вязкость газа т). 2.191. Вертикальный капилляр привели в соприкосновение с поверхностью воды. Какое количество тепла выделится прн поднятии воды по капилляру? Смачивание считать полным, поверхностное натяжение равно а. 2.И2. Найти свободную энергию поверхностного слоя: а) капли ртути диаметра г(=1,4 мм; б) мыльного пуаыря диаметра г(=6,0 мм, если поверхностное натяжение мыльной воды се=45 мН/м. 2.193.
Вычислить приращение свободной энергии поверхностного слоя прн изотермическом слиянии двух одинаковых капель ртути, каждан диаметра ~=1,5 мм. 2.194. Найти работу, которую нужно совершить, чтобы иээтермически выдуть мыльный пузырь радиуса /?, если давление окружающего воздуха ра и поверхностное натяжение мыльной воды се. 2.196. Внутри мыльного пузыря радиуса г находится идеальный газ. Наружное давление рм поверхностное натяжение мыльной воды се. Найти разность между молярной теплоемкосгью газа при нагреве его внутри пузыря и молярной теплоемкостью этого газа при постоянном давлении, С вЂ”. С .
2.196. Рассмотрев цикл Карно для пленки жидкости, показать, что при изотермическом процессе теплота, необхо- 100 и поверхностного димая для Р ~ц/л7 — производная поверхност,б азования единицы площ'д 7 г(ц/г(7', где гЬ вЂ” про ного натяжения по температур~ мнчсскн увели- женке мыльной воды а и температ г(а!ЙТ, найти приращение. а э ) нтропии поверхностного слоя ве хностного слоя. б) внутренней энергии пов р 2.6. Фазовые превращения ымн Ван-дер-Ваальса н парамет- ф Соотношення между постояннымн анрами критического состояния вещества: Ум«в=за, Р р=.о!э« ' «в 2уоа ° мн па аметрамн моля вещества: 6) Связь между критическими пара.
3 (2.бб) р„,рм „в=-йт„,. ® Уравнение Клапейрона — Клауануса: ор Ч1$ (2.6в) ггГ т (Ч,— у' лота, поглощаемая прн переход е! — +2, У,н где Еы-удельная теплота, Уе — удельные объемы фаны ы)н ааы2. яной пар находитоя прн темпе- 2.198. Насыщенный водянон п — илинд нческом сосуде но и поршня небольшая и медленном вдвигании /ат=О 70 г сконденсировалась Какая ? Па считать идеальным абота была совершена над газом ар очи " зом обык *И9. Вода со своим насып(енным па этих )гслг!ш!!!!г (/„'=50,п/)г!., 40 а™ ~дельный ~~~ пар Ри этих и ° Масса системы (воды с паром) лг=, кг.
бьем парю асыщенный водяной пар 1=100 'С Найти массу жидкой фазы занимает один васы ез льтате изотермического уменьшения образовавшейся в рсзультеге ~~ОХ~ объема под поршнем до У=1, л. ась идеальным газом. 10! 2.201. Н . Некоторую массу вещества, взятого в состоянии насыщенного пара, нзотермическн сжали в и раз по об о о ъему. Найти, какую ««эсть П конечного объема заиима~т ж . жидкая фаза, если удельные объемы насыщенного нара и жидкой фазы отличаются друг от друга в Я раз (М)п).
Тот же вопрос, но при условии, что конечный объем вещества соответствует середине горизонтального участка изотермы на диаграмме р, 1'. 2.202. Во . Вода массы л»=1,00 кг, кипящая при нормальном атмосферном давлении, целиком превратилась в насыщенный пар. Найти приращения энтропии и внутренней энер- 2.2 гни этой системы, считая насыщенный пар идеальным г . 03. Вода массы т=.20 г находится прн температуре О 'С в теплоизолированном вертикальном цилиндре йод невесомым поршнем, площадь которого 5=440 ем*. Внешнее давление равно нормальному атмосферному. На сот по ннм у д мется поршень, если воде сообщить количество а какую вытепла Д=20,0 кДж? 2.204. В теплоизолировачном цилиндре под невесомым поршнем находится один грамм насыщенного водяного пара. Наружное давление нормальное.
В цилиндр ввели гп=1,0 г волы при температуре 1»=22 'С. Пренебрегая теплоемкостью цилиндра и трением, найти работу, которую произвела сиl;, Г ла атмосферного давлекия при опускания поршня. зх 2.20$, В тепловой машине, рабо- ю З х тающей по циклу Карно, рабочим Рис. 2.5 ««' веществом является вода массы гп= =1,00 кг, которая испытывает фаза» вые превращения в пар и обратно.
Цикл показан на рис. 2.6, где, пунктиром ограничена об. пасть двухфазных состояний. Изотермическое расширение скос сжатие — при Т,=373 К. Полная удельная теплота парообразованкя при температуре 373 К -2 68 к"'-'г. равна — к" -'г. Найти работу, совершаемую рабочим веществом за адик цикл. 2.206. Если п дополнительное давление Лр насыщенных паров над выпуклой сферической поверхностью жидкости значительно меньше давления пара у плоской поверхности р —,р, р )2«х/г, где р, и р„— плотности пара н жидкости, и — поверхностное натяжение, г — радиус криввзны поверхности. Найти с помощью этой формулы диаметр «Е2 капелек воды, прн котором давление насыщенных паров на Ч= =1,0 «й« превышает давление паров над плоской поверхностью при 1=27 'С. Пар считать идеальным газом.
2.207. Найти массу всех молекул, вылетающих за одну секунду с одного квадратного сантиметра поверхности воды в находящийся над ней насьпценный водяной пар при 1= =100'С. Считать, что п=3,6% всех молекул водяного пара, падающих на поверхность воды, ею задерживаются. 2.208. Найти давление насьпценного пара волыррама при Т=2000 К, если известно, что при этой температуре вольфрамовая нить, испаряясь в высоком вакууме, теряет в единицу времени с единицы поверхности массу р=1,2 Х Х10 " г/(с см'). 2.209. На какую величину возросло бы давление воды на стенки сосуда, если бы исчезли силы притяжения между ее молекулами? 2.210. Найти «внутреннее давление» р~ в жидкости, если известны ее плотность р и удельная теплота парообразования д, Считать, что теплота д равна работе против сил внутреннего давления и жидкость подчиняется уравнению Вандер-Ваальса.
Вычислить р, у воды. 2.211. Показать, что для вещества, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса, в критическом состоянии справедливы соотношения (2.6а) и (2.66). Ук аз а н не. Использовать тот факт, что критическому состоянию соответствует точка перегиба на изотерме 'рЯ)'. 2.212. Вычислить постоянные Ван-дер-Ваальса для углекислого газа, если его критическая температура Т„р= 304 К и критическое давление р„р — — 73 атм. 2.213. Найти удельный объем бензола (С,Н,) в критическом состоянии, если его кригическая температура Т„,= 562 К и критическое давление р„,=47 атм.
2.214. Записать уравнение Ван-дер-Ваальса в приведенных параметрах и, т и т, приняв за единицы давления, объема и температуры соответствующие критические величины. Используя полученное уравнение, найти, во сколько раз температура газа больше его критической температурьп если давление газа в 12 раз больше критического, а объем газа вдвое меньше критического. 2.215.
Зная постоянные Ван-дер-Ваальса, найти: а) наибольший объем, который может занимать вода массы т=1,00 кг в жидком состоянии; б) наибольшее давление насыщенных паров воды. 2.216. Вычислить температуру и плотность углекислого юз газа в критическом состоянии, считая газ ван-дер-ваальсовским. 2.217. Какую часть обьема сосуда должен занимать жидкий эфир при комнатной температуре, чтобы при достижении критической температуры он оказался в критическом состоянии? Для эфира Т„р — — 467 К, р„р —— 35,5 атм, М= =74 г/моль.
2.218. Показать, что положение прямой 1 — 3, соответствующей изотермически-нзобарнческому фазовому переходу, таково, что площади 1 и 11, ограниченные этой прямой и изотермой Ван-дер-Ваальса, равны друг другу (рис. 2.6), 2.219. Какая часть воды, переох- э лажденной при нормальном давле/ нии до температуры 1= — 20 'С, превратится в лед при переходе системы в равновесное состояние? При к какой температуре переохлажденРас, 2,6 ной воды она целиком превратится в лед? 2.220. Найти приращение температуры плавления льда вблизи 0 'С при повышении давления на Ьр=1,00 атм, если удельный объем льда на ЬУ'=0,091 см'/г больше удельного объема воды. 2.221.
Найти удельный объем насыщенного водяного пара при нормальном давлении, если известно, что уменьшение давления на йр 3,2 кПа приводит к уменьшению температуры кипения воды на /) Т=0,9 К. 2.222. Определить давление насыщенного водяного пара при температуре 101,1 'С, считая его идеальным газом. 2.223.
В закрытом сосуде находится небольшое количество воды и ее насыщенный пар при температуре 1=100'С, На сколько процентов увеличится масса насьпценного пара при повышении температуры системы на ЬТ=1,5 К? Пар считать идеальным газом и удельный объем воды пренебрежимо малым по сравнению с удельным объемом пара. 2.224.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
