3. Молекулярная физика

Задача 2.10. Кислород массой m находится под давлением р₁ при температуре t₁⁰С. Газ нагревают, в результате чего он расширяется при постоянном давлении до объема V₂.

Найти:

1. Первоначальный объем V₁.

2. Температуру газа после расширения t₂ ⁰С.

3. Плотность газа до расширения ρ₁, г/cм³ .

4. Плотность газа после расширения ρ₂, г/cм³ .

5. Число молекул N газа.

Таблица 2.19

№ вар	m, г	t1 0С	P1, кПа	V2, л
1	32	17	100	20
2	160	27	500	100
3	64	37	250	50
4	640	47	1000	500
5	96	117	400	80
6	16	127	120	40
7	320	- 13	1200	400
8	48	- 23	500	50
9	480	- 33	1800	600
10	80	- 43	800	280

Таблица 2.20

№ вар	m, г	t1 0С	р1, кПа	V2, л
	V2, л	t2 0С	ρ1, кг/м3	ρ2, кг/м3	N

Задача 2.11. В закрытом сосуде находится кислород в количестве ν₁ и азот в количестве ν₂ моль. Смесь газов находится под давлением р_см, при температуре t ⁰С.

Найти:

1. Среднюю квадратичную скорость молекул азота v_кв2.

2. Парциальное давление кислорода р₁.

3. Парциальное давление азота р₂.

4. Концентрацию молекул в баллоне n.

5. Среднюю квадратичную скорость молекул кислорода v_кв1.

6. Объем баллона V₀.

Таблица 2.21

№ вар	ν1, моль	ν2, моль	рсм, кПа	t 0С
1	1	2	300	17
2	2	5	800	27
3	3	4	500	37
4	2	1	200	47
5	4	2	800	117
6	1	4	100	127
7	2	3	500	137
8	3	2	400	- 23
9	5	3	120	- 33
10	1	5	160	- 43

Таблица 2.22

№ вар	ν1, моль	ν2, моль	рсм, кПа	t 0С
V0, м3	р1, кПа	р2, кПа	n, 1/м3	vкв2, м/с	vкв1, м/с

Задача 2.12. В баллоне объемом V находится газ массой m под давлением р. Молярная масса газа μ.

Найти:

1. Температуру газа T.

2. Среднюю квадратичную скорость молекул v_кв, м/с .

3. Концентрацию молекул n, 1/м³ .

4. Плотность газа ρ, г/cм³ .

5. Среднюю кинетическую энергию молекулы ε_к.

Таблица 2.23

№ вар	m, г	μ, г/моль	р, кПа	V, л
1	10	2	300	20
2	560	28	800	100
3	132	44	500	5
4	64	32	200	50
5	44	4	800	12
6	8	2	100	40
7	56	28	500	4
8	176	44	400	80
9	160	32	120	50
10	16	4	160	8

Таблица 2.24

№ вар	m, г	μ, г/моль	р, кПа	V, л
	T, К	vкв, м/с	n, 1/м3	ρ, г/cм3	εк, Дж

Задача 2.13. В баллоне находится кислород массой m₁ и азот массой m₂. Смесь газов находится под давлением р, при температуре t₁ ⁰С.

Найти:

1. Плотность смеси газов ρ.

2. Парциальное давление кислорода р₁.

3. Парциальное давление азота р₂.

4. Концентрацию молекул кислорода n₁ в баллоне.

5. Число молекул азота N₂ в баллоне

Таблица 2.25

№ вар	m1, г	m2, г	рсм , кПа	t 0С
1	16	28	300	17
2	32	56	800	27
3	320	140	500	37
4	48	14	200	47
5	64	28	800	117
6	160	84	100	127
7	96	42	500	137
8	32	14	400	- 23
9	64	42	120	- 33
10	80	56	160	- 43

Таблица 2.26

№ вар	m1, г	m2, г	рсм , кПа	t 0С
	ρ, г/cм3	р1, кПа	р2, кПа	n1, 1/м3	N2

Задача 2.14. В баллоне объемом V находится смесь газов: водород массой m₁ и гелий массой m₂. Температура смеси t ⁰С.

Найти:

1. Давление смеси газов р_см.

2. Парциальное давление водорода р₁.

3. Парциальное давление гелия р₂.

4. Концентрацию молекул n в баллоне.

5. Плотность смеси ρ.

Таблица 2.27

№ вар	m1, г	m2, г	V, л	t 0С
1	1,6	2	10	17
2	2	6	12	27
3	32	40	50	37
4	48	12	100	47
5	6	8	80	117
6	16	8	40	127
7	6	4	20	137
8	3	4	4	- 23
9	6	8	12	- 33
10	20	60	60	- 43

Таблица 2.28

№ вар	m1, г	m2, г	V, л	t1 0С
	рсм , кПа	р1, кПа	р2, кПа	n, 1/м3	ρ, г/cм3

Задача 2.15. В баллоне находится углекислый газ (СО₂) массой m₁ и окись углерода (СО) массой m₂. Смесь газов находится под давлением р_см, при температуре t ⁰С.

Найти:

1. Плотность смеси газов ρ.

2. Молярную массу смеси μ_см.

3. Концентрацию молекул n в баллоне.

4. Объем баллона V.

5. Кинетическую энергию всех молекул Е_к.

Таблица 2.29

№ вар	m1, г	m2, г	Pсм , кПа	t 0С
1	22	28	300	17
2	44	56	800	27
3	220	140	500	37
4	88	84	200	47
5	66	28	800	117
6	110	84	100	127
7	22	42	500	137
8	132	140	400	- 23
9	44	42	120	- 33
10	88	56	160	- 43

Таблица 2.30

№ вар	m1, г	m2, г	рсм , кПа	t 0С
	ρ, г/cм3	μсм	n1, 1/м3	V, л	Ек, Дж