ИДЗ-II (Молекулярная физика, термодинамика)

Вариант 1

1. Начертить графики изотермического, изобарного и изохорного процессов в координатах р и V, р и Т, Т и V.

2. Средняя квадратичная скорость некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит один грамм этого газа?

3. 160 г кислорода нагревают до 60. Найти количество поглощенного тепла.

4. Рассчитать среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при t = 17С и давлении р = 1 атм, если эффективный диаметр  молекул воздуха можно принять равным 310^-8 см.

5. Найти среднюю квадратичную скорость, среднюю кинетическую энергию поступательного движения и полную среднюю кинетическую энергию молекул гелия и азота при температуре t = 27С. Определить полную энергию всех молекул 100 г каждого из газов.

6. Вес тела в воде в 4 раза меньше, чем в воздухе. Какова его плотность, Плотность воды 10³ кг/м³ Плотностью воздуха пренебречь. Ответ представить в единицах СИ и округлить до целого числа.

7. Смесь азота и гелия при температуре 27С находится под давлением p = 1,310² Па. Масса азота составляет 70% от общей массы смеси. Найти концентрацию молекул каждого из газов.

ИДЗ-II (Молекулярная физика, термодинамика)

Вариант 2

1. Определить число N атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода.

2. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 м/с?

3. Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре, если поршень медленно опустить на 1/3 высоты цилиндра? Процесс изотермический.

4. В закрытом сосуде вместимостью 20 л находится водород массой 6 г и гелий массой 12 г. Определить 1) давление; 2) молярную массу газовой смеси в сосуде, если температура смеси Т = 300 К.

5. Н а рисунке изображен график некоторого процесса в координатах р, Т. Как меняется объем газа при переходе из состояния 1 в состояние 2? Дать качественный ответ.

6. Два одинаковых вертикальных сообщающихся сосуда заполнены водой и закрыты легкими поршнями. На какую высоту относительно начального положения поднимется правый поршень после установления равновесия, если на левый поршень поставить груз массой 3 кг? Площадь каждого поршня 200 см². Плотность воды 10³ кг/м³. Ответ представить в единицах СИ и округлить до сотых.

7. Азот, занимающий при давлении p = 10⁵ Па объем V = 10 л, расширяется вдвое. Найти конечное давление и работу, совершаемую газом при следующих процессах: а) изобарном; б) изотермическом; в) адиабатном.

ИДЗ-II (Молекулярная физика, термодинамика)

Вариант 3

1 . Графики каких процессов изображены на диаграммах?

2. Баллон, наполненный воздухом при нормальных условиях (Т₀ = 273 К, атмосферное давление р_атм = 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.

3. 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.

4. Ниже какого давления можно говорить о вакууме между стенками сосуда Дьюара, если расстояние между стенками сосуда равно 8 мм, а температура 17С? Эффективный диаметр молекул воздуха принять равным 0,27 м.

5. Кислород нагревают от t₁ = 50С до t₂ = 60С. Масса кислорода m = 160 г. Найти количество поглощенной теплоты и изменение внутренней энергии при изохорном и изобарном процессах. Начальное давление близко к атмосферному.

6. 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.

7. 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)  = 2_в. 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.

ИДЗ-II (Молекулярная физика, термодинамика)