25. Молекулярное строение вещества

531. Какое количество вещества содержится в воде мас­сой 200 г?

532. Сравните количество вещества, содержащееся в оловянной и свинцовой отливках одинаковой массы.

533. Сравните количество вещества, содержащееся в одинаковых объемах ртути и алюминия.

534. Сравните массы и объемы тел, сделанных из алю­миния и свинца, если количество вещества в них одинаково.

535. Какова масса 20 моль серной кислоты?

536. Какой объем занимают 12 моль алюминия?

537. Вычислите массу одной молекулы озона (О₃), угле­кислого газа (СО₂) и метана (СН₄).

538. Сколько атомов содержится в гелии массой 250 г?

539. Найдите число атомов в серебряной ложке массой 54 г.

540. Сравните числа атомов в серебряной и алюминие­вой ложках равной массы.

541. Сравните числа атомов в стальной и алюминиевой ложках равного объема.

542. При никелировании изделия его покрывают слоем никеля толщиной 1,5 мкм. Сколько атомов никеля содер­жится в покрытии, если площадь поверхности изделия 800 см²?

543. В озеро, имеющее среднюю глубину 10 м и пло­щадь поверхности 20 км², бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01 г. Сколько молекул этой соли оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см , зачерпнутой из озера, если полагать, что соль, растворившись, равномерно рас­пределилась во всем объеме воды?

544. Капля масла объемом 0,003 мм³ растеклась по по­верхности воды тонким слоем и заняла площадь 300 см². Принимая толщину слоя равной диаметру молекулы масла, определите этот диаметр.

545. Почему газы легче сжимаются, чем твердые тела и жидкости?

546. Чем объясняется увеличение длины проволоки при ее нагревании?

547. Открытый сосуд с эфиром уравновесили на весах. Через некоторое время равновесие весов нарушилось. По­чему?

548. Почему дым от костра, поднимаясь вверх, быстро перестает быть видимым даже в безветренную погоду?

549. Почему не рекомендуется стирать окрашенные в темные цвета ткани вместе с белыми?

550. Воздушный шарик, наполненный гелием, поднялся к потолку комнаты. Через некоторое время он опустился на пол. Почему?

551. Для придания стальным изделиям твердости насы­щают их поверхностный слой углеродом (цементация), азо­том (азотирование), алюминием (алютирование). Почему процессы проводят при высоких температурах? На каком физическом явлении они основаны?

552. Молекулы твердых тел движутся непрерывно и ха­отично? Почему же твердые тела не распадаются?

553. Почему из кусков разбитой чашки невозможно без применения клея изготовить новую, хотя известно, что меж­ду молекулами стекла действуют силы притяжения?

СВОЙСТВА ГАЗОВ

26. Основное уравнение мкт. Скорость молекул

554. В потоке молекул, летящих со скоростью v под уг­лом а к направлению движения, расположена пластинка. Масса молекулы газа равна т₀, концентрация молекул п. Какое давление испытывает пластинка? Удары молекул о пластинку считать абсолютно упругими.

555. Какое давление на стенки сосуда производит кис­лород, если средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с и число молекул в 1 см³ равно 2,7 • 10¹⁹?

556. Сколько молекул газа находится в сосуде вмести­мостью 480 см³ при температуре 20 °С и давлении 2,5 • 10⁴ Н/м²?

557. Сколько молекул содержится в газе объемом 2 м³ при давлении 150 кПа и температуре 27°С?

558. Какое количество ртути содержится в воздухе объ­емом 1 м³ зараженного ртутью помещения при температуре 20 °С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре равно 0,0011 мм рт. ст.?

559. Современные вакуумные насосы позволяют пони­жать давление до 10^-12 мм рт. ст. Сколько молекул газа

содержится в 1 см³ при указанном давлении и температуре

48 °С? '

560. Давление газа в современной телевизионной трубке составляет около 10^-9 атм. Каково число молекул в 1 см³?

561. В атмосфере на высоте в несколько сот километров температура воздуха порядка тысячи градусов. Почему там не сгорают спутники и ракеты?

562. Если в одном конце комнаты пролить некоторое ко­личество пахучей и летучей жидкости, то через несколько секундр запах ее будет ощущаться в другом конце комна­ты. Не противоречит ли этот факт тому, что средняя ско­рость молекул газа при комнатной температуре больше скоро­сти пули и составляет несколько сотен метров в секунду?

563. Какова средняя квадратичная скорость молекул ге­лия при температуре 0,10 К? Какова средняя квадратичная скорость атомов гелия в атмосфере Солнца при температу­ре 6000 К?

564. Средняя квадратичная скорость молекул газа око­ло 400 м/с. Определите объем, который займет газ при среднем давлении 1 • 10⁵ Н/м² и массе 1,0 кг.

565. Считая воздух однородным газом, найдите, во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки мас­сой 1,74*10 кг, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости движения молекул.

566. Каково среднее значение скорости свободного элек­трона, находящегося в тепловом равновесии с газом при температуре 20 °С?

567. Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,35 кг/м³?

568. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если, имея массу 6 кг, он занимает объем 5 м³ при давлении 200 кПа?

569. В опыте Штерна полоска серебра, появляющаяся на внутренней поверхности наружного цилиндра, получает­ся размытой. Какой вывод можно из этого сделать?

570. Какой скоростью обладала молекула паров сереб­ра, если ее угловое смещение в опыте Штерна составляло 5,4° при частоте вращения прибора 150 с"'? Расстояние между внутренним и внешним цилиндрами равно 2 см.

571. Средние квадратичные скорости молекул водорода и кислорода соответственно равны 1840 м/с и 460 м/с. Сравните средние кинетические энергии этих молекул.

572. При нормальных условиях средняя квадратичная скорость хаотического движения молекулы кислорода 460 м/с, масса молекулы 5,3• 10^-26 кг. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы? Вычислите кинетическую энергию поступательного движе­ния всех молекул, содержащихся в 1 м³ кислорода.

573. Определите среднюю кинетическую энергию моле­кулы одноатомного газа и концентрацию молекул при тем­пературе 290 К и давлении 0,8 МПа.

574. В баллоне вместимостью 10 л находится газ при температуре 27 °С. Вследствие утечки газа давление снизи­лось на 4,2 кПа. Какое число молекул вышло из баллона, если температура сохранилась неизменной?

575. При повышении температуры идеального газа на 150 К средняя скорость его молекул возросла от 400 до 500 м/с. На сколько градусов надо нагреть газ, чтобы уве­личить среднюю скорость его молекул от 500 до 600 м/с?

576. Смешиваются азот и водород так, что число моле­кул каждого газа одинаково. Каково отношение масс га­зов? Каково отношение средних кинетических энергий, при­ходящихся на одну молекулу? Каково отношение средних квадратичных скоростей? Каково отношение парциальных давлений газов на стенки сосуда?

577. Смешиваются кислород и водород одинаковой мас­сы. Каково отношение числа молекул? Каково отношение кинетических энергий, приходящихся на одну молекулу? Каково отношение средних квадратичных скоростей? Каково отношение парциальных давлений газов на стенки сосуда?

578. Средняя квадратичная скорость атомов аргона при давлении 10⁵ Па равна 414 м/с. Определите среднюю длину свободного пробега молекул аргона и частоту их столкновений.

579. Найдите среднюю длину свободного пробега моле­кул азота при нормальных условиях. Диаметр молекулы принять равным 3*10^-3 см.

580. Найдите среднюю длину свободного пробела молеку­лы азота при температуре 0 °С и давлении 10^-3 мм рт. ст.

581. Диаметр сосуда равен 20 см. Какова должна быть концентрация молекул азота в сосуде, чтобы молекулы не испытывали взаимных столкновений?

582. В баллоне вместимостью 2,53 л содержится угле­кислый газ при температуре 400 К и давлении 1,3 Па. Сколь­ко столкновений происходит между молекулами за 1 с?

583. В сосуде вместимостью V находится водород мас­сой т. Эффективный диаметр молекулы водорода равен d₀. Во сколько раз отличается среднее расстояние между моле­кулами газа от средней длины свободного пробега?