Задание (1247447), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Энтропия системы. Второе начало термодинамики. Изменение энтропии в неравновесных процессах без подвода теплаЗадачи: № 1.45, 1.46, 1.47.13www.phys.nsu.ru26. Энтропия системы. Второе начало термодинамики. Вычисление изменения энтропии всложных процессах.Задачи: № 1.48, 1.51, 1.52.Реальные газы, жидкости, фазовые переходы27. Определение критических параметров для газа Ван-дер-Ваальса. Термодинамическиесвойства газа Ван-дер-Ваальса.Задачи №1.1, 1.2, 1.77, 1.79.28. Химический потенциал.Задачи: № 1.99 – 1.101.29. Процесс Джоуля-Томсона. Равновесие фаз.Задачи: № 1.62, 1.103, 1.106, 1.108, 1.109, 1.110.30. Поверхностное натяжение.

Давление под искривленной поверхностью.Задачи: № 1.113 – 1.117.31. Термодинамика поверхности. Метод циклов. Давление насыщенного пара над искривленной поверхностью.Задачи: № 1.118, 1.121, 1.122, 1.123.32. Контрольная работа (2 часа).6. Домашние задания по курсу «Термодинамика и молекулярная физика»Замечание. После каждой задачи в скобках указаны номера задач [14], которые должныбыть решены на семинарах перед сдачей данной задачи. В скобках после номера задачи указанномер соответствующего семинара.Задание 1 (Молекулярно-кинетическая теория)1.

Пользуясь табличными значениями и асимптотическим (х  1) представлением интегралаerf(x) = 1 – 1/(1/2 x)  exp(–x2), рассчитать:а) долю частиц, у которых |vx|  vm;б) долю частиц, у которых v  vm;в) долю частиц в атмосфере Земли, скорость которых превосходит вторую космическую v2 =11,2 км/с. T = 300 К,  = 29.(№ 2.10, 2.12 (2))2.

Пленки некоторых нерастворимых органических кислот и спиртов можно моделировать идеальным двумерным газом. Считая, что такой идеальный газ находится в неравновесном состоянии, в котором все молекулы имеют одинаковые по модулю скорости v и изотропно распределены по направлениям движения в плоскости пленки, найти распределение для проекцийскоростей на некоторую ось в плоскости пленки. С его помощью рассчитать давление газа ичисло ударов молекул о единичный отрезок границы пленки.

Концентрация газа n, масса молекулы m.(№ 2.15, 2.16 (3))14www.phys.nsu.ru3. В эксперименте с молекулярным пучком ртути получена следующая зависимость числа частицΔN, попавших на экран за постоянное время t >>  1 , от скорости (определяемой как v = ωl/α):v м/с = 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700.ΔN · 10 = 61 195 415 664 856 915 835 663 417 287 15570.Построить график распределения молекул ртути по скоростям в печке.

Каковаприблизительно температура паров ртути в печке? В процессе измерений ω = const,l = const. Обратите внимание на то, что интервал скоростей молекул, проходящихчерез вертушку, не остается постоянным.4.5.6.7.8.9.(№ 2.18 (3), 2.25 (5))Из сосуда объемом V газ истекает в вакуум через малые отверстия общей площадью S. Как вовремени нужно подводить тепло к газу, чтобы его температура оставалась неизменной? Какбудет изменяться температура газа в адиабатически изолированном сосуде? Начальная плотность газа n0.(№ 2.18 (3), 3.24, 3.29 (15))Два полых цилиндра с поперечными сечениями S и 2S и одинаковой высоты h соединенывстык и образуют замкнутый сосуд. В его объем закачан идеальный газ при температуре T.Найти относительное изменение давления в нижней части сосуда при его переворачивании,возникающее при учете неравномерности распределения газа по высоте.

Оценить его для условий Земли.(№ 2.38, 2.43 (7))В центрифуге радиуса R , вращающейся с угловой скоростью ω, находится смесь двух газов смолекулярными весами μ1 и μ2 и количеством молекул N1 и N2. Найти отношение плотностейгазов у внешней стенки и на оси центрифуги. Сделать оценки для смесей H2  D2 и U235 U238; R =10 см, ω = 104 с 1 .(№ 2.44 (8))Рассчитать распределение по скоростям точечных частиц после упругого столкновения с бесконечно тяжелой сферой.

До столкновения все частицы имеют одинаковую скорость v.(№ 3.3, 3.4 (11))Молекулы реального газа взаимодействуют друг с другом по закону u = – а/r 6 при r > d, где d– эффективный диаметр молекулы. Найти зависимость сечения соударений  от температуры(поправка Сезерленда), считая соударением соприкосновение частиц.(№ 3.3, 3.4 (11))Оценить время испарения воды из трубки длиной 10 см, запаянной с одного конца. Температура комнатная.

Первоначально вода заполняла трубку наполовину. Относительная влажностьвоздуха 50 %, давление насыщенных паров 27 мм рт. ст. Длина свободного пробега молекул всистеме воздух–пар порядка 10–5 см. Пар у поверхности воды считать насыщенным, капиллярными явлениями пренебречь.(№3.8, 3.9 (13))15www.phys.nsu.ru10. Определить, на какой угол φ повернется диск, подвешенный на упругой нити, если под ним нарасстоянии h = 1 см вращается второй такой же диск с угловой скоростью ω = 50 с – 1.

Радиусдисков R = 10 см, модуль кручения нити f = 100 дин·см/рад. Между дисками находится аргон(газокинетический диаметр атома 3,6 A ). Рассмотреть случаи различных давлений и построить график зависимости угла поворота φ от давления P.(№3.21 (14), 3.35 (16))11. Для измерения теплопроводности газа им заполняется пространство между двумя длиннымикоаксиальными цилиндрами радиуса r1 и r2. Заполнение производится при невысоком давлении (~ 10 мм рт. ст.), чтобы исключить конвекцию.

Внутренний цилиндр нагревается источником тепла с удельной мощностью Q, установившиеся температуры цилиндров t1 и t2 измеряются. Рассчитать коэффициент теплопроводности и газокинетический диаметр молекулы дляазота, если r1 = 0,5 см, r2 = 2 см, Q = 0,038 вт/см, t1 = 93  C , t2 = 0  C.(№ 3.13, 3.15 (14))12. В сферическом реакторе радиуса R, заполненном газообразной смесью реагентов, идет химическая реакция. Тепловой эффект реакции в расчете на единичный объем равен Q. Какой поток тепла следует снимать с поверхности реактора, если ее температура поддерживается равной T0? Найти распределение температуры в реакторе. Учесть зависимость коэффициента теплопроводности от температуры.(№ 3.15, 3.16 (14))Задание 2 (законы термодинамики; реальные газы, жидкости, фазовые переходы)1. Из сосуда, в котором находится газ при комнатной температуре и под давлением P1 ,большиматмосферного P0 , приоткрыв кран, выпускают газ, пока избыток давления не исчезнет.

Затемкран закрывают и, после того как температура в сосуде вновь станет комнатной, измеряют давление в сосуде P2 . Как по этим данным найти показатель адиабаты газа γ? Тот же вопрос дляслучая, когда в сосуде вначале был воздух под давлением P1 < P0 . Истечение считать квазистационарным.(№ 1.8, 1.14 (19))2.

Идеальный газ сжимается под поршнем в цилиндре так, что уходящее в окружающую средутепло равно изменению внутренней энергии газа. Определить работу, затраченную на сжатиемоля газа при изменении объема в два раза. Чему равна теплоемкость в этом процессе? Начальная температура газа T0.(№ 1.14 (19))3. Один моль H2O с температурой 25  C охлаждается до 0  C и замерзает. Все тепло, полученноеохлаждающей машиной, работающей с максимальной теоретически допустимой эффективностью, передается другому молю H2O при 25  C , в результате чего его температура повышаетсядо 100  C. Сколько молей H2O переходит в пар при 100  C ? Теплота испарения при100  C равна 9730 кал/моль.

Теплота плавления льда при 0  C равна 1438 кал/моль.(№ 1.29, 1.30 (22))4. Идея динамического отопления, высказанная В. Томсоном (1852 г.), заключается в следующем.Тепловой двигатель, в топке которого сжигается уголь, приводит в действие холодильную машину. Холодильная машина отнимает теплоту от природного резервуара воды (например, отгрунтовой воды) и отдает ее воде в отопительной системе. Одновременно вода в отопительнойсистеме служит холодильником теплового двигателя. Определить теоретическое количествотепла, которое получает отапливаемое помещение от сжигания 1 кг каменного угля. Удельнаятеплота сгорания угля q = 8000 ккал/кг, температура в котле паровой машины t1 = 210  C , температура воды в отопительной системе t2 = 60  C , а грунтовой воды t3 = 15  C.16www.phys.nsu.ru(№ 1.35 (23))5.

Характеристики

Список файлов курсовой работы