Рекомендации по выполнению и оформлению самостоятельной работы

При выполнении самостоятельных работ необходимо учитывать указанные ниже рекомендации. Работы, выполненные без соблюдения этих рекомендаций, не засчитываются и возвращаются студенту для переработки.

1. Самостоятельная работа должна быть выполнена в отдельной тетради в клетку. Необходимо оставлять поля шириной 4-5 см для замечаний рецензента.

2. На обложке тетради должны быть ясно написаны фамилия студента, его инициалы, учебный номер (номер зачетной книжки), номер самостоятельной работы, название дисциплины; здесь же указывается название учебного заведения, дата отсылки работы и адрес студента. В конце работы ставится дата ее выполнения и подпись студента.

3. В работу должны быть включены все задачи, указанные в задании по положенному варианту. Самостоятельная работа, содержащая не все задачи задания, а также задачи не своего варианта, не зачитываются.

4. Студент должен решить каждую задачу работы по варианту, определенному последней цифрой его учебного номера (номера зачетной книжки).

5. Решения задач следует располагать в порядке номеров, указанных в задании, сохраняя номера задач, подробно объясняя все действия по ходу решения, При необходимости следует сделать схематический рисунок.

6. Перед решением каждой задачи надо полностью выписать ее условие, записав его также в краткой форме.

Номер варианта индивидуальной самостоятельной работы совпадает с последней цифрой номера зачетной книжки студента. Десятый вариант соответствует цифре 0. (Группы 63071, 63072, 63073 )

Самостоятельная работа № 2. Молекулярная физика.

Вариант 1

1. Азот N₂ массой г находится при температуре К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в раза. Потом в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равной первоначальной . Определите работу совершенную газом в процессе .

2. В сосуде под поршнем массой кг, площадь поперечного сечения которого см² находится г азота. Определите на сколько поднимется поршень, если нагреть азот на . Атмосферное давление Па.

3. Идеальный газ (с показателем адиабаты ) совершает круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух изохор. Изотермические процессы протекают при температурах и (причем ), изохорические − при объемах и (причем ). Постройте график цикла и определите КПД цикла.

4. Идеальная тепловая машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А=37 кДж. при этом она получает энергию от тела с температурой Т₂ =263 К и передает ее телу с температурой t₁ =290КС. Определите количество теплоты, переданное горячему телу за один цикл.

5. Определите изменение энтропии при превращении г льда при в пар при . (Температура плавления льда , удельные теплоемкости льда и воды Дж/(кгК), Дж/(кгК), удельная теплота плавления льда Дж/кг, удельная теплота парообразования Дж/кг.)

6. Определите температуру , при которой средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 м/с.

7. Зазор между двумя концентрическими сферами заполнен однородным изотропным веществом. Радиусы сфер равны: см и см. Поверхность внутренней сферы поддерживается при температуре К, поверхность внешней сферы − при температуре К. В этих условиях от внутренней сферы к внешней течет установившийся тепловой поток кВт. Считая теплопроводность вещества в зазоре не зависящей от температуры, определить значение коэффициента теплопроводности.

8. Определите минимальное значение силы, которую нужно приложить к горизонтальному алюминиевому кольцу высотой мм, внутренним диаметром мм и внешним диаметром мм, чтобы оторвать его от поверхности воды?

Вариант 2

1. Азот находится в закрытом сосуде объемом л при температуре и давлении атм. После нагревания давление в сосуде повысилось до атм. Определите температуру азота после нагревания.

2. Идеальный газ, молярная теплоемкость которого совершает процесс по закону , где . Определите количество теплоты, сообщенное газу при его расширении от объема до объема .

3. Двухатомный идеальный газ, объем которого л, находится под давлением МПа. После адиабатного сжатия объем газа и давление . В результате последующего изохорного охлаждения газа до первоначальной температуры , его давление МПа. Определите: изменение внутренней энергии газа в процессе .

4. Идеальная тепловая машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А=37 кДж при этом она берет тепло у тела с температурой t₂ = -10 С и передает телу с температурой t₁ =17 С. Определите количество теплоты отнятое у холодного тела за один цикл.

5. Определите приращение энтропии алюминиевого бруска массой кг при нагревании его от К до К, если в этом интервале температур удельная теплоемкость алюминия , где кДж/(кг∙К), Дж/(кг∙К²).

6. На какой высоте плотность воздуха составляет 60% от плотности воздуха на уровне моря? Считать, что температура воздуха не зависит от высоты и равна .

7. Коэффициент диффузии кислорода при и кПа равен м²/с. Оцените среднюю длину свободного пробега молекул кислорода при тех же условиях.

8. Спирт по каплям вытекает из сосуда через вертикальную трубку внутренним диаметром мм. Считая, что капли отрываются через одна после другой, найти, через сколько времени вытечет г спирта. Считать диаметр шейки капли в момент отрыва равным внутреннему диаметру трубки. Ответ: мин.

Вариант 3

1. Двухатомный идеальный газ занимает объем л и находится под давлением МПа. Определите объем газа, если в результате адиабатного сжатия температура газа возросла в два раза.

2. Один моль идеального газа, теплоемкость которого при постоянном давлении , совершает процесс по закону , где и − постоянные величины. Определите молярную теплоемкость газа как функцию его объема .

3. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении P₁=800 кПа занимает объем V₁=2 л. После изотермического расширения воздух занял объем V₂=5 л. Найти количество теплоты Q₁, полученное от нагревателя за один цикл.

4. Идеальный двухатомный газ ( моль), занимающий объем л и находящийся под давлением МПа, изохорно нагревают до К. После этого газ изотермически расширяется до начального давления, а затем он в результате изобарного сжатия возвращается в первоначальное состояние. Постройте график цикла и определите КПД цикла.

5. Один моль идеального газа с известным значением теплоемкости совершает процесс, при котором его энтропия зависит от температуры как , где α − некоторая константа. Определите количество теплоты , сообщенное газу, если его температура изменилась от до .

6. Работа изотермического расширения г некоторого газа от объема до объема равна Дж. Определите среднеквадратичную скорость молекул газа при этой температуре.

7. Двухатомный газ адиабатически расширяется до объема . Определите, во сколько раз изменятся коэффициент диффузии и коэффициент теплопроводности χ газа.

8. Определите изменение температуры капли ртути, полученной в результате слияния двух капель радиусом мм каждая, температуры которых одинаковые.