6. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Основные формулы и определения

● Скорость каждой молекулы идеального газа представляет собой случайную величину. Функция плотности вероятности случайной величины имеет вид:

f(v) = dN / (N · dv),

где dN / (N · dv) – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала. Площадь, ограниченная графиком функции распределения f(v) и осью абсцисс, численно равна единице, так как функция распределения удовлетворяет условию нормировки.

● Для молекул идеального газа функция плотности вероятности молекул по скоростям (распределение Максвелла) представляет собой кривую с максимумом. Максимум функции распределения приходится на значение скорости, называемой наиболее вероятной, которая равна:

vвер = 2kT / m ,

где k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная (или термодинамическая) температура; m – масса молекулы. Эту формулу можно записать в другом виде:

● Числом степеней свободы называется число независимых координат, полностью определяющих положение системы (молекулы или атома) в пространстве. Полное число степеней свободы складывается из числа степеней свободы поступательного, вращательного и удвоенного числа степеней свободы колебательного движения:

i = iпост + iвращ + 2iколеб.

Для одноатомной молекулы i = iпост = 3. Для многоатомной молекулы, если не учитывать колебательное движение, то полное число степеней свободы

равно: i = iпост + iвращ = 3 + 3 = 6. Для двухатомной молекулы, если не учитывать колебательное движение, то i = iпост + iвращ = 3 + 2 = 5, так как вращением относительно оси, проходящей через центры тяжести двух молекул,

пренебрегают.

● Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона) имеет вид:

p V = ν RT,

где p – давление; V – объем; T – термодинамическая температура; ν – количество вещества; R = 8,31 Дж/(моль·К) – газовая постоянная.

● Изобарным называется процесс, протекающий при постоянном давлении (p = const), изохорным – при постоянном объёме (V = const), изотермическим – при постоянной температуре (T = const), адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой (Q = 0).

● Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, подводимое к системе, затрачивается на изменение внутренней энергии системы и работу, совершаемую системой против внешних сил:

Q = ∆U + A.

● Изменение внутренней энергии идеального газа равно:

∆U = (i/2) ν R ∆T,

где i – число степеней свободы; ∆T – изменение температуры.

● Работа, совершаемая системой против внешних сил, при изобарном процессе равна произведению давления на изменение объёма:

А = р ∆V.

При изохорном процессе А = 0, так как ∆V = 0 при V = const.

Работа, совершаемая за цикл, численно равна площади замкнутой фигуры, изображаемой на (р, V)-диаграмме.

●Молярная теплоемкость при постоянном объёме равна: Сv = (i/2) R. Молярная теплоёмкость при постоянном давлении равна: Сp = (i + 2) R/2.

●Изменение энтропии равно отношению теплоты, полученной или отданной телом, к абсолютной температуре тела:

S= Q/T.

●Любой тепловой двигатель работает по замкнутому циклу. Коэффициент

полезного действия тепловой машины равен: η = A/Q1, где A – полезная работа, совершенная за цикл; Q1 – теплота, полученная от нагревателя при температуре нагревателя Т1. Коэффициент полезного действия цикла Карно вычисляется по формуле: η = (Т1 – Т2)/Т1, где Т2 – температура холодильника.

Тест 6-1

На рис. 103 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где f(v) = dN / (N · dv)

– доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала. Верным утверждением

является...

Варианты ответов:

1) Площадь заштрихованной полоски с ростом температуры будет уменьшаться;

2) С ростом температуры максимум кривой смещается влево;

3) С ростом температуры площадь под кривой растет.

Решение

Рис. 103 Начнём с анализа третьего утверждения. Площадь, ограниченная графиком функции распределения f(v) и осью абсцисс, численно равна единице,

так как функция распределения удовлетворяет условию нормировки.

Следовательно, с изменением температуры площадь остается постоянной, поэтому третье утверждение является неверным.

Проанализируем второе утверждение. Максимум функции распределения приходится на значение скорости, называемой наиболее вероятной, которая

равна: vвер = 2kT / m , где k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная

температура; m – масса молекулы. Из этой формулы следует, что с ростом температуры максимум кривой смещается вправо, а не влево. Поэтому второе утверждение также неверно.

Рассмотрим первое утверждение. Площадь заштрихованной полоски приблизительно равна площади параллелограмма, которая равна произведению основания на высоту, т. е. f(v) · dv. Но значение f(v) уменьшается с ростом температуры, так как эта функция удовлетворяет условию нормировки, а значение dv остаётся неизменным, поэтому их произведение уменьшается, и площадь заштрихованной полоски с ростом температуры будет уменьшаться. Следовательно, утверждение 1 является верным.

Ответ: вариант 1.

Тест 6-2

На рис. 103 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где f(v) = dN / (N · dv) – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала.

Если, не меняя температуры и числа молекул, взять другой газ с большей молярной массой, то...

Варианты ответов:

1)Площадь под кривой увеличится;

2)Максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей;

3)Максимум кривой сместится влево в сторону меньших скоростей.

Решение

Начнём с анализа первого утверждения. Площадь, ограниченная графиком функции распределения f(v) и осью абсцисс, численно равна единице, так как функция распределения удовлетворяет условию нормировки. Следовательно, с изменением массы молекулы площадь остается постоянной, поэтому первое утверждение является неверным.

Рассмотрим два других утверждения. Максимум функции распределения приходится на значение скорости, называемой наиболее вероятной. Наиболее

Больцмана; Т – абсолютная (или термодинамическая) температура; m – масса молекулы. Эту формулу можно записать в другом виде: vвер = 2RT / μ , где R –

газовая постоянная; µ – молярная масса. Из этой формулы следует, что с ростом молярной массы максимум кривой смещается влево, а не вправо. Поэтому

второе утверждение также неверно. Следовательно, верным является третье утверждение.

Ответ: вариант 3.

Задание С6-1 для самостоятельного решения

На рис. 103 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где f(v) = dN / (N · dv)

– доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала. Для этой функции верным утверждением является...

Варианты ответов:

1)При понижении температуры максимум кривой смещается влево;

2)При понижении температуры величина максимума уменьшается;

3)При понижении температуры площадь под кривой уменьшается.

Задание С6-2 для самостоятельного решения

На рис. 103 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где f(v) = dN / (N · dv)

– доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала. Для этой функции верным утверждением является...

Варианты ответов:

1)С ростом температуры площадь кривой изменяется;

2)При понижении температуры величина максимума уменьшается;

3)Положение максимума зависит от природы газа (массы молекул).

Задание С6-3 для самостоятельного решения

Для функции распределения Максвелла верным утверждением является...

Варианты ответов:

1)При понижении температуры величина максимума растет;

2)При изменении температуры площадь под кривой изменяется;

3)При любом изменении температуры положение максимума не меняется.

Задание С6-4 для самостоятельного решения

На рис. 103 представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где f(v) = dN / (N · dv) – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до (v + dv) в расчете на единицу этого интервала.

Если, не меняя температуры и числа молекул, взять другой газ с меньшей молярной массой, то для этой функции верным утверждением является...

Варианты ответов:

1)Максимум кривой сместится влево в сторону меньших скоростей;

2)Максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей;

3)Площадь под кривой уменьшится.

Тест 6-3

В трех одинаковых с осудах при равных условиях находится одинаковое

количество водорода H2, ге лия He и азота N2 (рис. 104).

Рис. 104

Распределение скоростей молекул водорода будет описывать кривая (рис. 105)...

Варианты ответов:

1) кривая 1; 2) кривая 2;

3) кривая 3.

значение скорости, называемой

молекулы. Из этой формулы следует, что с ростом тем пературы или с уменьшением массы молекулы максимум кривой смещается в право. Поскольку молекула водорода обладает наименьшей массой, то при одинаковых температурах максимум функции распределения имеет наибольшее (из трех графиков) смещение вправо. Следовательно, распределение скоростей молекул

водорода будет описывать кривая 3.

Ответ: вариант 3.

Задание С6-5 для са мостоятельного решения

В трех одинаковых с осудах при равных условиях находится одинаковое

количество водорода Н2, ге лия Не и азота N2.

Распределение скоростей молекул азота (см. рис. 105) будет описывать

кривая…

Варианты ответов:

1) кривая 1; 2) кривая 2; 3) кривая 3.

Задание С6-6 для са мостоятельного решения

В трех одинаковых с осудах при равных условиях находится одинаковое

количество водорода Н2, ге лия Не и азота N2.

Распределение скоростей молекул гелия (см. рис. 105) будет описывать

кривая…

Распределение проек ций скоростей молекул на произвольное направление

X будет описывать функция f(vx) = m /(2πkT ) exp(– m vx2/(2kТ)),

где число exp = е = 2,71… называется экспонентой, а в скобка х стоит показатель

степени экспоненты.

При значении скорости vx = 0 функция распределения имеет максимум,

значение которого равно: f(0) = , где k – постоянная Больцмана; Т –

абсолютная (или термодинамическая) температура; m – масса молекулы.

Из этой формулы следует, что значение f(vx = 0) тем бо льше, чем больше масса молекулы и мень ше температура газа. Так как по условию задачи одинаковое число молекул находится в трёх сосудах в одинаковых условиях, то при одинаковых температурах, чем меньше масса молеку лы, тем меньше максимальное значение функции f(vx). Массу молекулы мо жно определить с

обладает наименьшей мас сой, то распределение проекций скоростей молекул водорода на произвольное направление x будет описывать кривая 3.

Ответ: вариант 1.

Тест 6-5

В трех одинаковых сосудах находится одинаковое количество газа, причем,

Т1 > Т2 > Т3 (рис. 107).

Рис. 107

Распределение проекций скоростей молекул водорода на произвольное направление X для молекул в сосуде с температурой T1 будет описывать (рис.

108)…

меньше максимальное значение функции f(vx). Следовательно, распределение проекций скоростей молекул водорода на произвольное направление X при наибольшей температуре Т1 будет описывать кривая 3.

Ответ: вариант 2.

Тест 6-6

Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре

T равна ‹ε› = (i/2)kT. Здесь i = iпост + iвращ + 2iколеб, где iпост, iвращ, iколеб – число

степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водяного пара (Н2О) число i равно...

Варианты ответов:

Решение

Числом степеней свободы называется число независимых координат, полностью определяющих положение системы (молекулы или атома) в пространстве.

Для определения положения центра тяжести молекулы в пространстве нужно задать три координаты: x, y, z. Поэтому число степеней свободы поступательного движения iпост = 3. Заметим, что одноатомную молекулу можно считать материальной точкой, поэтому для такой молекулы i = 3.

Для определения положения многоатомной молекулы в пространстве при её вращательном движении тоже нужно задать 3 числа, так как вращение происходит относительно трёх осей координат, поэтому число степеней свободы вращательного движения iвращ = 3. Однако, если молекула состоит из двух атомов, то вращением относительно оси, проходящей через центры тяжести двух молекул, пренебрегают, поэтому двухатомная молекула имеет 2 степени свободы вращательного движения.

Если не учитывать колебательное движение, то величина i представляет собой сумму числа степеней свободы поступательного и вращательного

движения молекулы: i = iпост + iвращ.

Молекула водяного пара (Н2О) состоит из трёх атомов, поэтому она имеет три степени свободы поступательного движения (iпост = 3) и три степени свободы вращательного движения (iвращ = 3). Полное число степеней свободы i =

iпост + iвращ = 3 + 3 = 6.

Ответ: вариант 3.

Задание С6-7 для самостоятельного решения

Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре

T равна ‹ε› = (i/2)kT. Здесь i = iпост + iвращ + 2iколеб, где iпост, iвращ, iколеб – число

степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для молекулы водорода (Н2) число i равно...

Варианты ответов:

Задание С6-8 для самостоятельного решения

Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре

T равна ‹ε› = (i/2) kT. Здесь i = iпост + iвращ + 2iколеб, где iпост, iвращ, iколеб – число

степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. Для атомарного водорода (Н) число i равно...

Варианты ответов:

Задание С6-9 для самостоятельного решения

Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре

T равна ‹ε› = (i/2)kT. Здесь i = iпост + iвращ + 2iколеб, где iпост, iвращ, iколеб – число

степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. Для гелия (Не) число i равно...

Варианты ответов:

Тест 6-7

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (Не) равна...

Варианты ответов:

1) 7kT/2; 2) 5kT/2; 3) kT/2; 4) 3kT/2.

Решение

Средняя кинетическая энергия молекулы равна: ‹ε› = (i/2)kT, где i – число степеней свободы; k – постоянная Больцмана; T – абсолютная (или термодинамическая) температура. Величина i представляет собой сумму числа степеней свободы поступательного, вращательного и удвоенного числа степеней свободы колебательного движения молекулы: i = iпост + iвращ + 2iколеб. Молекула гелия состоит из одного атома, поэтому она имеет три степени свободы поступательного движения (i = 3), и средняя кинетическая энергия молекулы гелия равна: ‹ε› = 3 kT/2.

Ответ: вариант 4.

Тест 6-8

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, средняя энергия молекул водяного пара (Н2О) равна...

Варианты ответов:

1) 3kT/2; 2) 3kT; 3) 7kT/2; 4) 5kT/2.

Решение

Средняя кинетическая энергия молекулы равна: ‹ε› = (i/2)kT, где i – полное число степеней свободы; k – постоянная Больцмана; T – абсолютная (или термодинамическая) температура. Величина i представляет собой сумму числа степеней свободы поступательного и вращательного движения молекулы:

i = iпост + iвращ.

Молекула водяного пара (Н2О) состоит из трёх атомов, поэтому она имеет три степени свободы поступательного движения (iпост = 3) и три степени свободы вращательного движения (iвращ = 3). Полное число степеней свободы i = iпост + iвращ = 3 + 3 = 6. Поэтому средняя кинетическая энергия молекулы воды равна: ‹ε› = (6/2) kT = 3kT.

Ответ: вариант 2.

Задание С6-10 для самостоятельного решения

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, средняя энергия молекул азота (N2) равна...

Варианты ответов:

1) 5kT/2; 2) 3kT/2; 3) 7kT/2; 4) kT/2.

в состояние (2p0, V0). При этом его внутренняя энергия...

Варианты ответов:

1) уменьшилась; 2) не изменилась; 3) увеличилась.

Решение

Внутренняя энергия идеального газа равна: U = (i/2)ν RT, где i – число степеней свободы; ν – количество вещества; R = 8,31 Дж/(моль · К) – газовая постоянная. Из уравнения Менделеева – Клапейрона следует: pV = ν RT. Тогда

U = (i/2) pV. Отсюда следует: U1 = (i/2) p0V0 и U2 = (i/2) 2p0V0. Таким образом, U2 > U1, т. е. внутренняя энергия увеличилась.

Ответ: вариант 3.

Задание С6-11 для самостоятельного решения

Внутренняя энергия одного моля двухатомного газа при повышении температуры в 2 раза…

Варианты ответов:

1) увеличится в 2 раза; 2) уменьшится в 2 раза; 3) не изменится.

Тест 6-10

Молярные теплоемкости гелия в процессах 1 – 2 и 1 – 3 равны C1 и С2 соответственно (рис. 109). Тогда C1/C2 составляет...

Варианты ответов:

Решение

Процесс 1 – 2 происходит при постоянном объёме. Молярная теплоемкость при постоянном объёме равна Рис. 109 С1 = (i/2)R. Процесс 1 – 3 происходит при постоянном давлении. Молярная теплоёмкость при постоянном

давлении равна С2 = (i + 2)R/2. Отношение С1/С2 = i/(i + 2). Так как гелий – это одноатомный газ, то для него i = 3. Тогда С1/С2 = 3/(3 + 2) = 3/5.

Ответ: вариант 2.

Задание С6-12 для самостоятельного решения

Состояние идеального газа изменяется в соответствии с рис. 109. Отношение молярной теплоёмкости кислорода (О2) при постоянном давлении С2 к молярной теплоёмкости при постоянном объёме С1 равно…

Варианты ответов:

Задание С6-15 для са мостоятельного решения

На (p, V)-диаграмме ( рис. 112) изображены два циклических процесса.

Рис. 112

Отношение работ, совершенных в каждом цикле АІ/АІІ, равно…

Варианты ответов:

1) –1/2; 2) –2; 3) 1/2; 4) 2.

Тест 6-14

Тепловая машина работает по циклу Карно. Если температуру нагревателя увеличить, то КПД цикла…

Варианты ответов:

1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

Решение

Коэффициент полезного действия (КПД) цикла Карно вычисляется по

формуле: η = (Т1 – Т2)/Т1, где Т1 – температура нагревателя; Т2 – температура

холодильника. Иначе, КПД равен: η = (1 – Т2/Т1). Отсюда следует, что при повышении температуры нагревателя Т1 отношение Т2/ Т1 уменьшается,

разность (1 – Т2/Т1) увеличивается, т. е. КПД увеличивается. Ответ: вариант 1.

Тест 6-15

Процесс, изображенный на рис. 113 в координатах (T, S), где S – энтропия, является...

Варианты ответов:

1)Изобарным сжатием;

2)Изохорным охлаждением;

3)Адиабатным расширением;

4)Изотермическим сжатием.

Рис. 113

Решение

Изобарным называется процесс, протекающий при пос тоянном давлении (p = const), изохорным – при постоянном объёме (V = const), изотермическим –

при постоянной температуре (T = const), адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой (Q = 0).

Из термодинамики известно, что отношение теплоты, полученной или отданной телом, к абсолютной температуре тела равно изменению энтропии: S = Q/T. Как видно из рис. 113, энтропия постоянна (S = const), поэтому S = 0 и Q = 0, т. е. рассматривается адиабатный проесс.

Уравнение адиабаты можно записать в виде: Т V γ – 1 = const, где γ – показатель адиабаты, для данного газа являющийся постоянной величиной. Из уравнения адиабаты следует, что при увеличении объёма (т. е. при расширении), температура понижается, а при сжатии – повышается. На рис. 113 изображен адиабатный процесс, связанный с понижением температуры, следовательно, процесс является адиабатным расширением.

Ответ: вариант 3.

Задание С6-16 для самостоятельного решения

Процесс, изображенный на рис. 114 в координатах (T, S), где S – энтропия, является...

Варианты ответов:

1)Изотермическим расширением;

2)Адиабатным сжатием;

3)Изобарным расширением;

4)Изохорным нагреванием.

Тест 6-16

На рис. 115 изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Теплота подводится к системе на участке...

Варианты ответов:

Тест 6-17

На рис. 115 изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Изотермическое сжатие происходит на этапе...

Варианты ответов:

1) 2 – 3; 2) 3 – 4; 3) 1 – 2; 4) 4 – 1.

Решение

Изотермическим называется процесс, протекающий при постоянной

Следовательно, изотермическое сжатие происходит на этапе 3 – 4. Ответ: вариант 2.

Задание С6-17 для самостоятельного решения

На рис. 115 изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Адиабатное расширение происходит на этапе...

Варианты ответов:

1) 2 – 3; 2) 3 – 4; 3) 1 – 2; 4) 4 – 1.

Тест 6-18

На рис. 116 представлен цикл тепловой машины в координатах Т, S, где Т – термодинамическая температура; S – энтропия. Укажите нагреватели и холодильники с соответствующими температурами.

Варианты ответов:

1) Нагреватели – Т2, T4, T5; холодильники – T1, T3;

2) Нагреватели – Т3, T4, T5; холодильники – T1, T2;

3)Нагреватели – Т4, Т5; холодильники – Т1, Т2, Т3;

4)Нагреватели – Т3, T5; холодильники – T1, T2, T4.

Тест 6-19

Ha (P, V)-диаграмме (рис. 117) изображен циклический процесс. На участках АВ и ВС температура...

Варианты ответов:

1)Повышается;

2)На ав – повышается, на вс – понижается;

3)Понижается;

4)На ав – понижается, на вс – повышается.

Решение

Рассмотрим уравнение состояния идеального газа: pV = νRT, где ν – количество вещества; R – газовая постоянная; T – термодинамическая

температура. Так как νR = const, то изменение температуры зависит от произведения pV. Если произведение возрастает, то температура возрастает, и наоборот, если произведение pV убывает, то температура понижается. Рассмотрим циклический процесс, изображенный на диаграмме рис. 117. На участке АВ p = const, а V возрастает, значит, температура возрастает. На участке ВС V = const, а p убывает, поэтому температура понижается. Следовательно, на участках АВ – ВС температура: на АВ – повышается, на ВС – понижается, что соответствует варианту ответа 2.

Ответ: вариант 2.

Задание С6-18 для самостоятельного решения

Ha (P,V)-диаграмме (см. рис. 117) изображен циклический процесс. На участках DA и AB температура...

Варианты ответов:

1)Повышается;

2)На da – повышается, на ав – понижается;

3)На da – понижается, на ав – повышается;

4)Понижается.

Тест 6-20

Явление диффузии имеет место при наличии градиента...

Варианты ответов:

1) концентрации; 2) скорости слоев жидкости или газа; 3) температуры; 4) электрического заряда.

Решение

Понятие градиента вводится для неравновесных систем, когда неоднородно распределён какой-либо параметр системы. Например, когда концентрация, температура или другой параметр являются функцией координат. Градиент – это вектор, который показывает, в каком направлении функция изменяется быстрее всего. При наличии градиента в системах возникают необратимые

процессы, называемые явлениями переноса, которые приводят к выравниванию неравновесного параметра. В молекулярной физике к явлениям переноса относятся диффузия, вязкость и теплопроводность.

Явление диффузии обусловлено переносом массы, в результате которого происходит самопроизвольное выравнивание концентрации. Диффузия продолжается, пока существует градиент плотности.

Если система состоит из заряженных частиц, то при наличии градиента плотности возникнет градиент электрического заряда, что приведет, наряду с диффузией, к появлению электрического тока.

Вязкость (или внутреннее трение) обусловлена переносом импульса молекул между слоями жидкости или газа, движущимися с различными скоростями, в результате чего более медленно движущиеся слои ускоряются, а более быстрые – замедляются. Вязкость существует при наличии градиента скорости.

Явление теплопроводности обусловлено переносом энергии молекул, в результате чего происходит выравнивание температуры тела. Явление теплопроводности наблюдается при наличии градиента температуры.

Таким образом, явление диффузии имеет место при наличии градиента концентрации.

Ответ: вариант 1.

Тест 6-21

В потоке газа, направленном вдоль оси x, скорость газа растет в положительном направлении оси y. Перенос импульсов направленного движения происходит…

Варианты ответов:

1)В отрицательном направлении оси z;

2)В положительном направлении оси z;

3)В положительном направлении оси y;

4)В отрицательном направлении оси y.

Решение

В потоке жидкости или газа между параллельными слоями вещества,

переносится в направлении убывания скорости.

По условию задачи скорость растёт в положительном направлении оси y,

поэтому градиент скорости положителен, т. е. d v > 0. Следовательно, перенос dy

импульса будет происходить в отрицательном направлении оси y. Ответ: вариант 4.

Задание С6-19 для самостоятельного решения

В некотором объёме газа температура неоднородна и растёт в положительном направлении оси x. Перенос тепловой энергии происходит…

Варианты ответов:

1)В отрицательном направлении оси x;

2)В положительном направлении оси x;

3)В положительном направлении оси y;

4)В отрицательном направлении оси y.

Задание С6-20 для самостоятельного решения

В некотором объёме газа плотность неоднородна и растёт в отрицательном направлении оси y. Перенос массы вещества происходит…

Варианты ответов:

1)В отрицательном направлении оси x;

2)В положительном направлении оси x;

3)В положительном направлении оси y;

4)В отрицательном направлении оси y.