irodov_i.e._zadachi_po_obshchey_fizike_(3-_e_izdanie_2001_447str) (852010), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Атмосферное давление нормальное, процесс расширения газа считать изотермическим. 6303. Найти разность уровней ртути в двух сообщающихся вертикальных капиллярах, диаметры которых 4, 0,50 мм и д' 1,00 мм, если краевой угол 0 =158 . 6304. Вертикальный капилляр с внутренним диаметром 0,50 мм погрузили в воду так, что длина выступающей над поверхностью воды части капилляра Ь 25 мм. Найти радиус кривизны мениска.
6308. Стеклянный капилляр длины 1=110 мм с диаметром внутреннего канала Ы=20 мкм опустили в вертикальном положении в воду. Верхний конец капилляра запаян. Наружное давление воздуха нормальное. Какая длина х капилляра должна быть погружена в воду, чтобы уровень воды в капилляре совпадал с поверхностью воды вне его? 6306. Вертикальный капилляр длины 1 с запаянным верхним концом привели в соприкосновение с поверхностью жидкости, после чего она поднялась в нем на высоту Ь. Плотность жидкости р, диаметр внугреннего канала капилляра Ы, краевой угол Ф, атмосферное давление р . Найти поверхностное натяжение жидкости. ззз 6307.
Стеклянный стержень диаметром Ы,=1,5 мм вставили симметрично в стеклянный капилляр с диаметром внутреннего канала И =2,0 мм. Затем всю систему установили вертикально и привели в соприкосновение с поверхностью воды. На какую высоту поднимется вода в таком капилляре? 6308, Две вертикальные пластинки, погруженные частично в смачивающую жидкость, образуют клин с очень малым углом Ьф. Ребро клина вертикально.
Плотность жидкости р, ее поверхностное натяжение а, краевой угол Ф. Найти высоту Ь поднятия жидкости как функцию расстояния х от ребра клина. 6309, Из круглого отверстия вытекает вертикальная струя воды так, что в одном из горизонтальных сечений ее диаметр Н 2,0 мм, а в другом сечении, расположенном ниже на 1=20 мм, диаметр струи в я=1,5 раза меньше. Найти объем воды, вытекающий из отверстия за одну секунду. 6310. Капля массы в находится на поверхности стола. Высота капли Ь, плотность жидкости р, поверхностное натяжение е, радиус границы соприкосновения капли с поверхностью стола равен а. Считая, что имеется полное несмачивание, найти радиус кривизны поверхности капли в верхней точке. 6311.
Капля воды равномерно падает в воздухе. Найти разность между радиусом кривизны поверхности капли в ее верхней точке и радиусом кривизны в нижней точке, расстояние между которыми Ь 23 мм. 6312. Алюминиевый диск радиуса 8=5,6 мм и толщиной Ь=1,5 мм смазан парафином и плавает в воде так, что его верхняя сторона находится на уровне поверхности воды — — (рис.
6.8). Считая смачивание полным, найти поверхностное натяжение воды. Рас. бв 6313, Между двумя горизонтальными стеклянными пластинками находится капля ртути в форме лепешки радлуса й и толщины Ь. Считая, что Ь~сй, найти массу м груза, который надо положить на верхнюю пластинку, чтобы расстояние между пластинками уменьшилось в я раз.
Краевой угол 0. Вычислить м, если й=2,0 ем, Ь =038 мм, я=2,0 и Ф 135'. 6314. Найти силу притяжения двух параллельных стеклянных пластинок, отстоящих друг от друга на расстояние Ь=0,10 мм, после того как между ними ввели каплю воды массы м=70 мг. Смачивание считать полным. язв 6315. Два стеклянных диска радиуса И=5,0 см смочили водой и сложили вместе так, что толщина слоя воды между дисками Ь 1,9 мкм. Считая смачивание полным, найти силу, которую нужно приложить перпендикулярно плоскости дисков, чтобы оторвать их друг от друга.
6316. Две вертикальные параллельные друг другу стеклянные пластины частично погружены в воду. Расстояние м слогу пластинами 0=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 " другу. 6317. Найти высоту Ь поднятия жидкости у вертикальной плоской стенки. Жидкость емачиваемая, краевой угол Ф, поверхностное натяжение а, плотность р. Иметь в виду, что кривизна поверхности 1/Л с6р/Ыг (по определению).
6318. Найти толщину я несмачивающей жидкости, образующей лужицу на горизонтальной поверхности. Известны поверхностное натяжение жидкости а, ее плотность р и краевой угол Ф, Диаметр лужицы значительно больше ее толщины. 6319. Найти время исчезновения мыльного пузыря радиуса к. 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 Йа!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, У. 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 иар 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 где 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
