практические занятия_1 сем (1175199), страница 12
Текст из файла (страница 12)
=ω4πnI3= 57 с −1 .I1 + I25.55.ml 2 обn =n0 1 +. =0,7с 12I0 5.56.h=5.54.φ=ω0R m12marctg.m1v 2m3m02 v02m, η=.3m0 + m(2m0 + m)(3m0 + m) gω0R.32m0 v0m05.58.=667 рад с .vц. м. =v0 3,3=м с; ω =m0 + m lm0 + m5.57.vц. м. =I1 I2 ( ω1 − ω2 )I1ω1 + I2ω2=1,5 Дж .5.59.=ω =8 с −1 ; Q =2( I1 + I2 )I1 + I225.60.=vц. м.x5.61.=ml m=− 1 2 см ; т. к. x ≤ ,≤4.2 m02 3 m0=vц. м.5.62.5.63.7.2.7.3.m1 + m2.2m1 + m2μpV= 1,2 г .RTpμкгρ = 0 0,71 3 .RT0м=m=p2=m7.4.7.5.2R=gh0,35 м с .2R − hvц. м.
= 2 gH77.1.l5 m0 v0 ( R + l )= 1,0 м с .7mRp1T2= 38 кПа .5T1TμpSl=ln 2 610 г .R (T2 − T1 ) T1В координатах (р, V) – линейная зависимость p =7.6.Уменьшается (VT = const).V7.7.=V = 1600 см3 .pn−1pn7.8.=pmRT ( μ1 + μ2 )= 1,0 ⋅ 106 Па .μ1 μ2VνRV.a2471( l0 + l ) − l02 + l 2= 0,22 м . Здесь l0 = 760 мм.2h1 + h27.10.=p L=750 мм рт. ст.h2 − h17.9.7.11.=hL − l Δlx=1,0 см / V0 + 2 S ST =μ2L=0,05 м .μ1 + μ27.12.=L17.13. m1 m2 2RTm2 RTp1 =+=3,0 ⋅ 103 Па ; p== 1,0 ⋅ 103 Па .2μ2μVμV2 127.14.=p7.15.=T7.16.p1V1 + p2V2= 4,5 атм .V1 + V2 p1V1 p2V2 Tp1V1 + p2V2+=6,4 ⋅ 105 Па .= 300 К ; p =p1V1 p2V2T2 V1 + V2 T1+T1T2p12T1.=p T + T17.17.Tmax =7.18.Tmax =7.19.7.20.2 p0 p0.3 νR 3αp0.βνeRpmin = 2νR aT0 .p = p0e−ctV0.88.1.8.2.8.3.m0 =N = 7∙1022 молекул; m = 1,2 г.μ Nкгρ== 3 ⋅ 105 3 .NA Vм8.4.=vкв8.5.v=кв8.6.8.7.8.8.μ; m1 = 3,3∙10–27 кг; m2 = 7,3∙10–26 кг; m3 = 3,0∙10–26 кг.NA3RTм= 480 .μс3pм= 1,3 ⋅ 103 .ρсa =33 ⋅ 10−10 м ≈ 10d .Возьмём 1 моль газа, объём которого при нормальных условиях V0μ = 22,4 л.
ТогдаVсобств πd 3N Aπd 3N A p=η2 = 19% . При этом условии газη1 = = 0,038% . Во втором случае=6V0 μV0 μ6V0 μ p0не идеален.2а) =p 2m0nv=6,0 ⋅ 105 Па ; б) p = 2m0n ( v + u ) = 7,3 ⋅ 105 Па .2482 νN A m0 v2= 1500 Па .3 V2E2p= m0nc== 4,5 ⋅ 10−6 Па ; F = πR 2 p= 5 ⋅ 108 Н (Fгравит ≈ 1022 Н).cДавление света больше в 11 раз.3mm=Wпост =RT 1250 Дж ; W==RT 830 Дж .вращ2μμ8.9.=p8.10.8.11.8.12.5=pV 245 Дж .23W==pV 0,15 Дж .пост2U8.13. =8.14.8.15.8.16.8.17.8.18.8.19.ω2=2W= 1,6 ⋅ 1021 .3kTУвеличилось в 1,3 раза.2 pN== 5,0 ⋅ 1025 м−3 .3 w=Nw=ipV= 2,0 ⋅ 10−20 Дж .2νN Aω2 l= 169 м с .π8.20. =v8.21.8RT2,3 ⋅ 1012 с −1 .=2μlm1 3μ1= = 10,4 .m2 μ28.24.μu2, t2 = 1,6°С.3R11N1 = n v Sτ , N2 = n v Sτ .648.25.В процессе колебаний чашек весов из закона сохранения энергии8.22.8.23.ΔT =N=21n v Sτ=42 pSτN=2,9 ⋅ 10 27 .
См. ЗАДАЧУ 8.23, где в случае б) для N2 стоит ¼.A2 πμkTWк = Wп , т. е.mv2Kx 2=, с другой стороны средняя кинетическая энергия колебаний чашек весов22сопоставима с энергией теплового движения молекул:9Kx 2kTkKT=, а так как Δmg = Kx, то Δm =.22g9.1. =Amv2kT=. В результате22mRΔT= 290 Дж .μ499.2.A= p0 (V2 − V1 )= 3,0 кДж .V9.3.=A νRT=ln 2 8,2 кДж .V1νR(T2 − T1=) 1,7 кДж .2p0 − α V −V9.5.A=1 − e ( 1 0) =543 кДж ; нет, не является.ανRAb p22 − p12 ; да, является.9.6.=29.4.=A()3A νRV0 b − aV0 ; нет, не является.9.7. =29.8.A=9.9.=A=V19.10.9.11.9.12.9.13.νR (T1 − T2 )n−1.γ −1Cpp0V0 γ −12 .22−+ , где γ =CVγ − 1 3 A*= 0,42 л .p0 ( N − 1 − ln N )pV n = const , где n =C − CpC − CVpV n = const , где n= 1 −; процесс политропный.νR; процесс политропный.bТак как dQ = –dU, то C = –CV. Уравнение процесса pV n = const , где n =политропный.i +2iQ =A* 2,8 кДж ; ΔU =− A* =−2,0 кДж .9.14.=22mRT9.15.Q= A=ln n= 11,4 кДж .μ9.16.9.17.9.18.9.19.i +1; процессii pVа) ΔU = (T2 − T1 ) =−ΔU =4,8 Дж .−4,8 Дж ; б) Q * =2 T1A=γ −1i mRT1 1 1−= 130 кДж .2 μ n γ −1γpi2A = p1V1 1 − =2,4 кДж . p1 2A=mCV (T1 − T2 ) = 2,1 ⋅ 106 Дж .μ509.20.Uа) A= p1 (V2 − V1 )= 1,0 кДж ; Δ=V2ip1 (V2 − V=2,5 кДж; б) A p=0,7 кДж ; ΔU = 0;=1)1V1 ln2V1 V γ −1 iв) A = p1V1 1 − 1 =0,6 кДж ;2 V2 ΔU = –A. V V1 V i −2ip1V1 1 − 1 .− p1V1 1 −=9.21.
=а) A p1V1 1 − 1 ; б) ΔU = ; в) Q22 V2 V2 V2 9.22. Q = 0, процесс адиабатный.9.23. ΔU = –2,16 кДж.9.24.Q=V23p1V1 12 − 1 .2 V2i +2C=C=R , процесс изобарный.μp2iC=C=R , процесс изохорный.μV2C=CT → ∞ , процесс изотермический.μ=ΔU9.25.9.26.9.27.9.28.9.29.9.30.9.31.9.32.CγA, где γ = pCVγ −1i −2R , процесс политропный.2i −6C μ = CV − 3R =R , процесс политропный.2i = 3.i = 5.C μ = CV − R =C p + CV i + 1=R.225ν + 7ν2.γ= 13ν1 + 5ν29.33.=Cμ9.34.9.35.C < 0, если 1 < n < γ.9.36.Процесс не политропен, так как Cμ ≠ const. C=CV +μ10p0 + aVR.p0 + 2aVT210.1.
=Q2 Q=239 кДж .1T1=A10.2.2 Aад V2=ln2,3 кДж .iV1*2 Aад10.3. =η = 0,34 .iRT110.4.=Q A*Tх= 1,3 ⋅ 106 Дж .T − Tх5110.5.η=η10.6.10.7.10.8.10.9.10.10.10.11.2( p2 − p1 )(V2 − V1 )=13% .( i + 2) p2 (V2 − V1 ) + iV1 ( p2 − p1 )2(T2 − T1 ) ln a=31% .i (T2 − T1 ) + 2T2 ln a−1( i + 2)(T2 − T1 ) =η=17,6% .(T2 − T1 ) T2 +2lnaη=1−a−2i +2=27% .2V iη=1− 1 =45% . V2 2ln bη=1−15% .=i + 2 i +22b −1T1Tη=1−ln 2 =23% .T2 − T1 T1a −1η=1−=39% .a ln aa −1ln a − b10.13..=η = 16% , где b =ialn a + b2610.14. а) 2 = 64 способа; б) W = 6, P = 6/64 = 0,09; в) W = 20, P = 20/64 = 0,31.10.12.10.15.10.16.ΔS=k ln=a 1,5 ⋅ 10−23 Дж К .12WnW= W=W13 ; Δ=S k ln = 1,5 ⋅ 10−23 Дж К .1W1T210.17.==ΔS νC17,3 Дж К .V lnT1T210.18.==ΔS νC28,8 Дж К .p lnT110.19.10.20.10.21.ΔS=Δ=SA= 2,0 Дж К .TTp m i T2R ln + ln 2 1= 300 Дж К .μ 2 T1T1 p2 2μΔS T2 = T1 exp − = 320 К . imR T10.22.=ΔS cm=ln 2 14,5 Дж К .T1λm= 100 Дж К .T10.24.
ΔU = 0. Так как температура газа не изменилась, то для вычисления ΔS можно рассмотретьmизотермический процесс расширения; ΔS = R ln2 .μ10.23.Δ=S5210.25.10.26.10.27.ΔS =ΔS=m1V +V mV +VR ln 1 2 + 2 R ln 1 2 = 6,3 Дж К .μ1V1μ2V2ρ1ρ2 m1mm + m2R, ρ2 = 2 , ρ = 1. m1 ln + m2 ln = 0,7 Дж К , где ρ1 =μρρV1V2V1 + V2A= Q= T ( S 2 − S1 ) .()b T22 − T1210.28.=Q = 30 кДж .2T −T10.29. η = н х .Tн10.30.η=Tн − Tх.Tн + Tх1111.1.11.2.b∞a−∞P (a ≤ x ≤ b) =∫ f ( x ) dx , условие нормировки имеет вид∫ f ( x ) dx = 1 .f(r) – плотность вероятности попадания пули в данную область пространства. Из условия∞R20R1∫ f ( r ) 2πrdr = 1 находим A = α π . Тогда P ( R1 ≤ r ≤ R2=)1111.3.rвер =11.4.а) Из условия нормировки=b2aв) v2=r2 =;v2v2 f ( v ) d v∫=v14N2x 2e − x dx .α.1б) v= 0,010 с м ; =v2 − v1v12 + v1 v2 + v22, откуда311.5.dN x =11.6.vвер = 390 м/с, v = 440 м с , vкв = 478 м/с.π∫ f ( r ) 2πrdr=v2( v)dv∫ vf =v1v2 = 152,8 м с .11.7.11.8.11.9.Во всех случаях вероятность равна нулю.а) 1,66%; б) 1,80%; в) 1,86%.t = –221°С.
t = –182,9°С. и нормальном давлении кислород сжижается.11.10.ΔN N = 50% .22e − αR1 − e − αR2 .v1 + v2= 150,0 м с ;211.11. T = 380 К.()μ v22 − v1211.12.=T = 47 К .v4R ln 2v1v 13 кг ⋅ м с .μ=11.13. ∑ m=0 vi11.14. =vμ3RT ln 2μ11,61 ⋅ 103 м с .=μ2 − μ15311.15.2dNε =11.16.=hπN0 ( kT )−3 23εe −ε kT dε , ε = kT .2RT p0=ln1950 м .μg p11.17.
а) 0,29 атм; б) 3,5 атм.11.18. h = 78 м.11.19.p0 S p0 μ μgh 1 − exp −= 1158 кг=, m2 =Sh 1205 кг .g kT kT m1 =∞11.20. U=U ∫ U exp − kT dU= kT . U ∫0 exp − kT dU0∞12p112.1. =λ2 λ=7 м.1p212.2.T2λ=λ1 =1,0 ⋅ 10−5 м .2T1kT12.3.p=12.4.τ=12.5.z 4d 2 p=12.6.=t12.7.12.8.12.9.22πd λ= 5 ⋅ 10−2 Па .μkT24 πN A d p= 9 ⋅ 10−8 с .πN A= 5,1 ⋅ 109 с −1 .μkTml= 50 с .DS ( ρ1 − ρ2 )Fv= η = 3 ⋅ 10−4 Па .SlπηωR 4.2dχ1d2t1 + χ 2d1t 2=t= 40°С .χ1d2 + χ 2d1M=η12.10. =12.11. =λ12.12.
=dμpкгD 1,16 ⋅ 10−5=.RTм⋅с3η πRT= 9,3 ⋅ 10−8 м .p0 8μ5k RT= 9,5 ⋅ 10−11 м .3πχ πμ2 η2 12.13.T2 T== 1390 К .1η 15412.14.=p1313.1.kT=2 Па .2πd 2lmRT2m RTm aμ; p′ = 6,2 МПа .p=− 2 =4,7 МПа=mμ МV− b μ Vμb6b3,9 .13.2. = =Vэф πd 3N Aa=13.3.13.4.13.5.13.6.=p′ρ=кр2 23RTкр27 R TкрH ⋅ м4−5 м= 0,36;.b4,310==⋅64 pкрмоль28pкрмольaρ2= 1,7 МПа .μ2μкг= 200 3 .3bмm2 1 1 A=a − =−0,25 Дж .μ2 V2 V1 13.7.=V8μpкрVамп= 0,8 см3 .3RTкр ρA RT ln13.8.
=1 1V2 − b+ a − .V1 − b V2 V1 55.