Irodov_I.E._Zadachi_po_obshchey_fizike_(3-_e_izdanie_2001_447str) (537004), страница 62
Текст из файла (страница 62)
соединенного с атмосферой капилляром, который имеет длину 1 и радиус канала г. Поверхностное натяжение а, вязкость газа П. 6320. Вертикальный капилляр привели в соприкосновение с поверхностью воды. Какое количество тепла выделится при поднятии воды по капилляру? Смачивание считать полным, поверхностное натяжение равно а. 6321. Найти свободную энергию поверхностного слоя: а) капли ртути диаметра 0=1,4 юа; б) мыльного пузыря диаметра Ы 6,0 мм, если поверхностное натяжение мыльной воды а =45 мН/м.
6322. Зная поверхностное натяжение а, найти: а) приращение свободной энергии поверхностного слоя при изотермическом слиянии двух одинаковых капель ртути, каждая диаметром 0=1,5 мм; б) работу, которую нужно совершить, чтобы изотермически вьгдуть мыльный пузырь радиуса Я при давлении окружающего воздуха рм 6323. Внутри мыльного пузыря радиуса г находится идеальный газ. Наружное давление рм поверхностное натяжение мыльной воды а.
Найти разность между молярной теплоемкостью газа при нагреве его внутри пузыря и молярной теплоемкостью этого газа при постоянном давлении. ззз 6.9. Фазовые превращения ° Соотношения между постоянными Ван-дер-Ваальса н параметрами критического состояния вещества: -ЗЬ, р = —, Т= —. а 8а (6.9 а) 27Ьз 27ЯЬ ° Связь между критическими параметрами моля вещества: р и — лт. 3 ° а и за (6.9 б) ° Уравнение Клапейрона-Клаузиуса: 4б ат т(р,'-ьр' (6.9 в) где 9,з — удельная теплота, поглощаемая при переходе 1 3, У' ,и Рз удельные объемы фазы х и фазы 3. 6326.
Насыщенный водяной пар находится при температуре к=100'С в цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем. При медленном вдвигании поршня небольшая часть пара массы бтп =0,70 г сконденсировалась. Какая работа была совершена над газом7 Пар считать идеальным газом, объемом жидкости пренебречь. 6327.
Вода со своим насыщенным паром находится в сосуде объемом У 6,0 л при температуре 25()'С и давлении 40 атм. Удельный объем пара при этих условиях 9 50 д(кг. Масса системы (воды с паром) тп 5,0 кг. Найти массу и объем пара. 6325, Пространство в цилиндре под поршнем, имеющее объем У =5,0 я, занимает один насыщенный водяной пар, 6324. Рассмотрев цикл Карно для пленки жидкости, показать, что при изотермическом процессе теплота, необходи- мая для образования единицы площади поверхностного слоя, а = - Т.гуа!ЕТ.
где Еа!ЙТ вЂ” производная поверхностного натяже- ния по температуре. 6325. Площадь мыльной пленки изотермически увеличили на ба при температуре Т. Зная поверхностное натяжение мыльной воды а и температурный коэффициент йа)гзТ, найти приращение: а) энтропии поверхностного слоя пленки; б) внутренней энергии поверхностного слоя, температура которого г 100'С. Найти массу жидкой фазы, образовавшейся в результате изотермического уменьшения объема под поршнем до г-1,6 л. Насыщенный пар считать идеальным газом. 6329. Некоторую массу вещества, взятого в состоянии насыщенного пара, изотермически сжали в а раз по объему.
Найти, какую часть и конечного объема занимает жидкая фаза, если удельные объемы насыщенного пара и жидкой фазы отличаются друг от друга в 3/ раз (М>я). Тот же вопрос. но при условии, что конечный объем вещества соответствует середине горизонтального участка изотермы на диаграмме р, К 6330. Вода массы /а =1,00 кг, кипящая при нормальном атмосферном давлении, целиком превратилась в насыщенный пар. Найти приращения энтропии и внутренней энергии этой системы, считая насыщенный пар идеальным газом. 6З31. Вода массы ж-20 г находится при температуре 0'С в теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем, площадь которого Я=440 смз. Внешнее давление равно нормальному атмосферному.
На какую высоту поднимется поршень, если воде сообщить количество теплоты 9=200 кДж? 6З32. В теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем находится один грамм насыщенного водяного пара. Наружное давление нормальное. В цилиндр ввели и =1,0 г воды при та=22'С. Пренебрегая теплоемкостью цилиндра и трением, найти работу, которую произвела сила атмосферного давления при опускании поршня. 6З33. В тепловой машине, работающей по циклу Карно, рабочим веществом является вода массы /а=1,00 кг, которая испытывает фазовые превращения в пар и обратно.
Цикл по- /Э казан на рис. 6.9, где штриховой кривой ограничена область двухфазных состояний. Изотермическое расширение 1 — 2 происходит при Т 484 К, изотермическое 1 сжатие — при Т =3?3 К. Найти l работу, совершаемую рабочим Ф веществом за один цикл.
/~ 3,, 6334. Если дополнительное / давление Ьр насыщенных паров над выпуклой сферической поверхностью жидкости значитель- Рнс. 69 335 но меньше давления пара у плоской поверхности, то Ьр =(р /р )2а/г, где р, и р — плотности пара и жидкости, а — поверхностное натяжение, г — радиус кривизны поверхности. Найти с помощью этой формулы диаметр капелек воды, при котором давление насыщенных паров на в=1,0% превышает давление паров над плоской поверхностью при г 27'С. Пар считать идеальным газом. 6З35, Найти массу всех молекул, вылетающих за одну секунду с одного квадратного сантиметра поверхности воды в находящийся над ней насыщенный водяной нар при г=100'С.
Считать, что я=3,6% всех молекул водяного пара, падающих на поверхность воды, ею задерживаются. 6336. Найти давление насыщенного пара вольфрама при Т 2000 К, если при этой температуре вольфрамовая нить, испаряясь в высоком вакууме, теряет в единицу времени с единицы поверхности массу в=1,2 10 и гйе ем~). 6337. На какую величину возросло бы давление воды на стенки сосуда, если бы исчезли силы притяжения между ее молекулами7 633К Найти "внутреннее давление" р, в жидкости, если известны ее плотность р и удельная теплота парообразовання 4. Считать, что теплота д равна работе против сил внутреннего давления и жидкость подчиняется уравнению Ван-дер-Ваальса.
Вычислить р, у воды. 6339. Показать, что для вещества, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса, в критическом состоянии справедливы соотношения (6.9а) и (6.96). У к а з а н и е. Использовать то, что критическому состоянию соответствует точка перегиба на изотерме р(1'). 6340. Вычислить постоянные Ван-дер-Ваальса для углекислого газа, если его критическая температура Т =304 К и критическое давление р -73 атм. 6341. Найти удельный объем бензола (С Н ) в критическом состоянии, если его критическая температура Т = 562 К и критическое давление р =47 атм. 6342. Записать уравйение Ван-дер-Ваальса в приведенных параметрах я, в и т, приняв за единицы давления, объема н температуры соответствующие критические величины.
Используя полученное уравнение, найти, во сколько раз температура газа больше его критической температуры, если давление газа в 12 раз больше критического, а объем газа вдвое меньше критического. 336 6343. Зная постоянные Ван-дер-Ваальса, найти: а) наибольший объем, который может занимать вода массы в=1,00 кг в жидком состоянии; б) наибольшее давление насыщенных паров воды. 6344. Вычислить температуру и плотность углекислого газа в критическом состоянии, считая газ ван-дер-ваальсовским. 6345. Какую часть объема сосуда должен занимать жидкий эфир при комнатной температуре, чтобы при критической температуре он оказался в критическом состоянии? Для эфира Т 467 К, р 35,5 атм, И=74 г/моль. 6346.
Показать, что положение прямой 1-5, соответствующей изотермически-изобарическому фазовому переходу, таково, что площади 1 и П, ограниченные этой прямой и изотермой Вандер-Ваальса, равны друг другу (рис. 6.10). 6347. Какая часть воды, пере- охлажденной при нормальном давлении до г= -20'С, превратится в лед при переходе системы в равновесное состояние? Ф При какой температуре переохлажденной воды она целиком / превратится в лед? ,У 6348. Найти приращение температуры плавления льда вблизи 0'С при повышении г давления на бр=1,00 атм, если удельный объем льда на аг"= Раа 610 0,091 см~/г больше удельного объема воды. 6349, Найти удельный объем насыщенного водяного пара при нормальном давлении, если известно, что уменьшение давления на бр-3,2 кПа приводит к уменьшению температуры кипения воды на /гТ=0,9 К.
6350. Определить давление насыщенного водяного пара при температуре 101,1'С, считая его идеальным газом. 6351. В закрытом сосуде находится небольшое количество воды и ее насыщенный пар при г=100'С. На сколько процентов увеличится масса насыщенного пара при повышении температуры системы на ЬТ=1,5 К? Пар считать идеальньп4 газом, а удельный объем воды — пренебрежимо малым пр сравнению с удельным объемом пара. 6352.
Давление р насыщенного пара ртути зависит от температуры Т по закону 1вр -а/Т-Ь)вТ+с, где а, Ь, с — по- аа7 стоя нные. Найти молярную теплоту испарения ртути как функцию температуры д(Т). 6353. Найти давление насыщенного пара как функцию температуры, если прн температуре Т его давление рс, Считать, что удельная теплота парообразования 9 не зависит от Т, удельный объем жидкости пренебрежимо мал во сравнению с удельным объемом пара, насыщенный пар подчиняется уравнению состояния идеального газа. При каких условиях эти упрощения допустимы? 6354. Лед, находившийся при нормальных условиях, подвергли сжатию до давления р-640 атм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
