Физика / 6

Теоретические вопросы:

1.Что изучает физическая кинетика, и какие элементы она в себя включает?

2.Понятие о релаксационных процессах и времени релаксации.

3.От чего зависит давление газа?

4.Чем характеризуется тепловое движение молекул в жидких телах?

Тест:

1.Уравнением физической кинетики является:

1. уравнение Больцмана

2. уравнение Бернулли

3. уравнение Менделеева - Клапейрона

2. Формула расчета времени релаксации для опытных образцов:

1. t=S/v (S- путь, v – скорость)

2. T= 2ℼ/ω ( ω - частота колебаний)

3. τ=a/u² ( a– теплопроводность объекта, u – нормальная скорость горения)

3. Во сколько раз уменьшается амплитуда колебаний во время релаксации?

1. 10

2. 5

3. 2,7

4. Какой уровень характеризуется переносом тепла с помощью электромагнитных волн, источниками которых являются колебания заряженных частиц в рассматриваемом объеме?

1. Квантовый

2. Молекулярный

3. Макроуровень

5. Закон Фурье описывается формулой:

1. p=p₀exp[-Mg(h-h₀)/RT]

(p - давление газа в слое, расположенном на высоте h, p₀ - давление на нулевом уровне (h= h₀), M - молярная масса газа, _R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура)

2. dQ = -λ ‧ dt/dn ‧ dF‧ dτ

(dQ -количество тепла, dF - элемент поверхности, dτ - время, dt/dn - температурный градиент, λ - коэффициент теплопроводности)

3. Q=cm∆T (где c - удельная теплоемкость, m - масса тела, ∆T - изменение температуры)

6. Плотность потока вещества пропорциональна градиенту концентрации и коэффициенту диффузии

1. Закон Фурье

2. Закон Фика

3. Закон Пуазелья

7.Формула теплоемкости при нагревании/охлаждении:

1. Q=cm∆T (где c - удельная теплоемкость, m - масса тела,  ∆T - изменение температуры)

2. Q=Lm (где L - удельная теплота парообразования, m - масса тела )

3. Q=λm (где  λ - удельная теплота плавления, m - масса тела )

8.Газ в состоянии высокого вакуума называется

1. ультраразреженным

2. идеальным

3. реальным

9. Молекулы при понижении температуры жидкости:

1. изменяют равновесие редко

2. изменяют равновесие часто

3. не изменяют равновесия

10. Вязкость жидкости при понижении температуры:

1. возрастает

2. понижается

3. не изменяется

Задачи

№1. Средняя длина свободного пробега молекулы углекислого газа при нормальных условиях равна 40 нм. Определить среднюю арифметическую скорость молекул и число z соударений, которые испытывает молекула в 1 с.

Дано: СИ:

=40 нм 4‧ 10^-9

t=1c

-?

z-?

Решение:

Средняя арифметическая скорость молекул определяется по формуле: , (где M – молярная масса вещества, Т – температура,R- молярная газовая постоянная ).

Подставив числовые значения, получим:

Среднее число соударений молекулы в 1 с определяется отношением средней скорости молекулы к средней длине ее свободного пробега : поставив в эту формулу значения

,

получим Ответ:

№2. Найти среднюю длину свободного пробега атомов гелия в условиях, когда плотность гелия  кг/м³, а эффективный диаметр атома гелия d= 1,9 ‧ 10^-2 м.

Дано: СИ:

 кг/м³

d= 1,9 ‧ 10^-2 м.

λ -?

Решение:

Для определения средней длины свободного пробега необходимо знать концентрацию молекул при данных условиях. Найдем . Из уравнения Клапейрона – Менделеева

(где P-давление, V-объем, m-масса, M-молярная масса, R-универсальная газовая постоянная, T-температура) следует, что

(где k-постоянная Больцмана, 𝜌- плотность, m-масса, M-молярная масса, R-универсальная газовая постоянная, P-давление,V-объем,N-концентрация молекул). Следовательно,

И для средней длины свободного пробега l получаем расчетную формулу

м

(где d-эффективный диаметр молекулы, 𝜆-средняя длина свободного пробега, N-концентрация молекул молярная масса).

Ответ:.