Теоретические вопросы
Опытные законы идеального газа.
Статистический и термодинамический методы.
ИДЗ - 2
Вариант 3 Задачи
1
.
Графики каких процессов изображены на
диаграммах?
Баллон, наполненный воздухом при нормальных условиях (Т0 = 273 К, атмосферное давление ратм = 105 Па), закрыт клапаном площадью 10 см2 и весом 200 Н. До какой температуры нужно нагреть воздух в баллоне, чтобы он открыл клапан? Ответ представить в единицах СИ и округлить до целого числа.
Азот массой 7 г находится под давлением р = 0,1 МПа и температуре Т1 = 290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем V2 = 10 л. Определить: 1) объем V1 газа до расширения; 2) температуру Т2 газа после расширения.
Ниже какого давления можно говорить о вакууме между стенками сосуда Дьюара, если расстояние между стенками сосуда равно 8 мм, а температура 17С? Эффективный диаметр молекул воздуха принять равным 0,27 м.
Кислород нагревают от t1 = 50С до t2 = 60С. Масса кислорода m = 160 г. Найти количество поглощенной теплоты и изменение внутренней энергии при изохорном и изобарном процессах. Начальное давление близко к атмосферному.
Металлический стержень, к верхнему торцу которого прикреплен пружинный динамометр, медленно погружают в цилиндрический сосуд с водой, имеющий площадь поперечного сечения 20 см2. Определить, на сколько изменится показание динамометра в тот момент, когда уровень воды в сосуде поднимется на высоту 10 см. Принять плотность воды 103 кг/м3, g = 10 м/с2. Результат представить в единицах СИ.
Кислород нагревают от температуры Т1 = 240 К до Т2 = 480 К. Рассчитать для каждой из указанных температур значение функций Максвелла при скоростях: а) = в; б) = в + 200 м/с; в) = в - 200 м/с; г) = 2в. По полученным значениям построить график функции f(,T) для каждой из температур. Определить, во сколько раз изменяется при увеличении температуры доля молекул, скорость которых находится в интервале 1) от 100 до 200 м/с; 2) от 700 до 800 м/с.
Рассчитать среднюю длину свободного пробега молекул азота, коэффициент диффузии и вязкость при давлении p = 105 Па и температуре t = 17С. Как изменятся найденные величины в результате двукратного увеличения объема газа: а) при постоянном давлении; б) при постоянной температуре? Эффективный диаметр молекул d = 3,710-8 см.
Теоретические вопросы
Экспериментальные способы определения числа Авогадро.
Объяснить, почему основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеальных газов р = nkT называется «основным».
ИДЗ - 2
Вариант 4 Задачи
Начертить график изменения плотности газа в изобарном процессе в координатах - Т, если m = const.
2. Определить среднюю длину свободного пробега < l > молекул кислорода, находящегося при температуре 0С, если среднее число < Z > столкновений, испытываемых молекулой в 1 с, равно 3,7109 с-1.
3. В сосуде вместимостью V = 0,3 л при температуре Т = 290 К находится некоторый газ. На сколько понизится давление газа в сосуде, если из сосуда из - за утечки выйдет N = 1019 молекул?
4. Азот массой 7 г находится под давлением р = 0,1 МПа и температуре Т = 290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем V = 10 л. Определить плотность газа до и после расширения.
5. Найти относительное число молекул водорода, скорости которых отличаются от наиболее вероятной не больше, чем на 10 м/с, при температурах t1 = 27С; t2 = 227С.
6. Сколько молекул содержится в 1 мм3 газа при температуре 27,8°С и давлении 10-11 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. = 133,3 Па)? Число Авогадро 6,02·1023 1/моль. Универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(моль·К).
7. 1 моль углекислого газа, занимавший при температуре t1 = 127C объем V = 0,5 л, расширяется изотермически до объема V2 = 2V1. Определить начальное давление газа, работу при расширении, изменение внутренней энергии газа и количество поглощенной теплоты.
8. Функция распределения молекул по длинам свободного пробега х имеет f(x) = Ae-kx, где А и k – некоторые коэффициенты. Определить относительное число молекул, длина свободного пробега которых либо меньше , либо заключена в диапазоне от до 2, где - средняя длина свободного пробега.