1611703884-42cb62f72809d6eb499e7f3171ad8cfe (827034)
Текст из файла
Задания в 2019 г. по курсу «Молекулярная физика»Задание 11. В сосуде находится идеальный газ. Масса молекул равна m, температура газа Т. С какимабсолютным значением скорости молекулы наиболее часто ударяются о стенку? Объяснить разницу снаиболее вероятной скоростью vm молекул в газе.2. Найти число молекул, ударяющихся о единицу площади поверхности сосуда в единицу времени иимеющих абсолютное значение скорости большее, чем некоторая заданная величина v0.3. Идеальный двумерный газ находится в неравновесном состоянии, в котором все молекулы имеютодинаковые по модулю скорости v и изотропно распределены по направлениям движения в плоскости, вкоторой газ находится.
Найти распределение для проекций скоростей на некоторую ось в плоскости.Рассчитать давление газа и число ударов молекул о единичный отрезок ограничивающей газ границы.Двумерная концентрация газа n, масса молекулы m.4. 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? Как будетизменяться температура газа в адиабатически изолированном сосуде? Начальная плотность газа n0.5.
Два полых цилиндра с поперечными сечениями S и 2S и одинаковой высоты h соединены встык иобразуют замкнутый сосуд. В его объем закачан идеальный газ при температуре T. Найти относительноеизменение давления в нижней части сосуда при его переворачивании, возникающее при учетенеравномерности распределения газа по высоте. Оценить его для условий Земли.6.
В центрифуге радиусом R, вращающейся с угловой скоростью ω, находится смесь двух газов смолекулярными весами μ1 и μ2 и количеством молекул N1 и N2. Найти отношение плотностей газов увнешней стенки и на оси центрифуги. Сделать оценки для смесей H2 D2 и U235 U238; R =10 см, ω =104 c-1.7. В боковой стенке сосуда с идеальным газом (концентрация n, температура Т, масса молекулы m)имеется отверстие, закрытое заслонкой. В момент времени t = 0 заслонку открывают на короткое время τ.Найти в момент времени t >> τ функцию распределения вылетевших частиц по расстоянию х от стенки исреднее значение этого расстояния.8. 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 (поправкаСезерленда), считая соударением соприкосновение частиц.9. Оценить время испарения воды из трубки длиной 10 см, запаянной с одного конца. Температуракомнатная. Первоначально вода заполняла трубку наполовину. Относительная влажность воздуха 50 %,давление насыщенных паров 27 мм рт. ст.
Длина свободного пробега молекул в системе воздух–парпорядка 10–5 см. Пар у поверхности воды считать насыщенным, капиллярными явлениями пренебречь.10. 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. Радиус дисков R =10 см, модуль кручения нити f = 100 дин·см/рад. Между дисками находится аргон (газокинетическийдиаметр атома 3,6 Å). Построить график зависимости угла поворота φ от давления P.11. Для измерения теплопроводности газа им заполняется пространство между двумя длиннымикоаксиальными цилиндрами радиусами r1 и r2. Заполнение производится при невысоком давлении (~ 10мм рт.
ст.), чтобы исключить конвекцию. Внутренний цилиндр нагревается источником тепла с удельноймощностью Q, установившиеся температуры цилиндров t1 и t2 измеряются. Рассчитать коэффициенттеплопроводности и газокинетический диаметр молекулы для азота, если r1 = 0,5 см, r2 = 2 см, Q = 0,038вт/см, t1 = 93 ºC t2 = 0 ºC12. В сферическом реакторе радиусом R, заполненном газообразной смесью реагентов, идетхимическая реакция.
Тепловой эффект реакции в расчете на единичный объем равен Q. Какой поток тепласледует снимать с поверхности реактора, если ее температура поддерживается равной T0? Найтираспределение температуры в реакторе. Учесть зависимость коэффициента теплопроводности оттемпературы.Задание 21.
Из сосуда, в котором находится газ при комнатной температуре и под давлением р1, большиматмосферного р0, приоткрыв кран, выпускают газ, пока избыток давления не исчезнет. Затем кранзакрывают и, после того как температура в сосуде вновь станет комнатной, измеряют давление в сосудеP2. Как по этим данным найти показатель адиабаты газа γ? Истечение считать квазистационарным.2. Идеальный газ сжимается под поршнем в цилиндре так, что уходящее в окружающую среду теплоравно изменению внутренней энергии газа. Определить работу, затраченную на сжатие моля газа приизменении объема в два раза.
Чему равна теплоемкость в этом процессе? Начальная температура газа T0.3. Доказать, что зависимость давления от объема для адиабаты круче, чем для изотермы.4. Один моль H2O с температурой 25 ºC охлаждается до 0 ºC и замерзает. Все тепло, полученноеохлаждающей машиной, работающей с максимальной теоретически допустимой эффективностью,передается другому молю H2O при 25 ºC в результате чего его температура повышается до 100 ºC Сколькомолей H2O переходит в пар при 100 ºC Теплота испарения при 100 ºC равна 9730 кал/моль.
Теплотаплавления льда при 0 ºC равна 1438 кал/моль.5. Предложенный Томсоном принцип динамического отопления состоит в следующем. Работающийна угле тепловой двигатель с водяным охлаждением приводит в действие холодильную машину.Холодильная машина отнимает теплоту от окружающей среды (грунтовые воды, например) и отдает ееводе в отопительной системе помещения. Одновременно вода в отопительной системе служитхолодильником теплового двигателя.
Определить теоретическое количество тепла, которое получаетотапливаемое помещение от сжигания 1 кг угля. Удельная теплота сгорания угля q = 8000 ккал/кг,температура в котле двигателя t1 = 210 ºC, температура воды в отопительной системе t2 = 60 ºC, грунтовойводы t3 = 15 ºC.6. Найти полную работу цикла, состоящего из политропы 1-2 (С1=const), изотермы2-3, изохоры 3-4 и политропы 4-1 (С2=const), если известны р1, V1, а р2=р4=2р1, р3=р1,V2=2V1, V3=V4=4V1. C1 и С2 различны, рабочее тело – двухатомный идеальный газ.7. Рассчитать КПД тепловой машины с произвольнымвеществом в качестве рабочего тела, совершающийобратимый цикл, представленный на TS-диаграмме (половинаэллипса).8. Теплоизолированный цилиндрический сосуд разделен поршнем пренебрежимо малой массы на дверавные части.
По одну сторону поршня находится идеальный газ с массой M , молекулярным весом μ имолярными теплоемкостями CV и CP, не зависящими от температуры, а по другую сторону поршня созданвысокий вакуум. Начальная температура и давление газа T0 и P0. Поршень отпускают, и он, свободнодвигаясь, дает возможность газу заполнить весь объем цилиндра. После этого, постепенно увеличиваядавление на поршень, медленно доводят объем газа до первоначальной величины. Найти изменениевнутренней энергии и энтропии газа при таком процессе.9.
Выразить изменение температуры свободно расширяющегося одноатомного газа через начальный иконечный объемы и константы уравнения Ван-дер-Ваальса для газа.10. Для газа Ван-дер-Ваальса:(1) доказать, что теплоемкость СV зависит только от температуры;(2) найти выражение для внутренней энергии и энтропии;(3) найти уравнение адиабаты в переменных р и V.11. Определить точку кипения воды на вершине холма высотой 300 м над уровнем моря. Изменениемтемпературы с высотой пренебречь. Удельная теплота парообразования при нормальных условиях равна540 кал/г, пар подчиняется уравнению состояния идеального газа.12. Для некоторого газа давление p, объем V и внутренняя энергия U связаны соотношением pV = gU, гдеg – константа.
Найти уравнение адиабаты в переменных р и V..
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
