Физика1

Решение.

Долю молекул, энергия которых меньше значения , можем найти как

.

Подставим и получим

Ответ:

9. Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости и

Решение.

Удельные теплоемкости газа даются формулами

.

Разница теплоемкостей будет равна , так что молярная масса

.

Найдем кг\моль.

Ответ: 0.002 кг\моль.

10. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде вместимостью Масса газа

Решение.

Средняя длина свободного пробега равна

.

Из уравнения состояния газа выразим , так что

.

Найдем м.

Ответ: м.

11. Водород занимает объем при давлении Его нагрели при постоянном объеме до давления Определить изменение внутренней энергии газа, работу , совершенную им, и теплоту , сообщенную газу.

Решение.

При изохорном процессе работа газа равна нулю, поскольку объем не меняется. Тогда .

Для двухатомного водорода , так что

.

Из уравнения состояния , так что

.

Найдем Дж=5 МДж.

Ответ: А=0, 5 МДж.

12. Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика теплоту и совершил работу Определить температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника

Решение.

Выразим кпд цикла через работу и полученное тепло и через температуры нагревателя и холодильника, получим

.

Отсюда температура нагревателя

.

Найдем К.

Ответ: 604 К.

13. Определить внутреннюю энергию U азота, содержащего количество вещества при критической температуре Вычисления выполнить для четырёх значений объёмов V: 1) 20 л; 2) 2 л; 3) 0,2 л; 4)

Принять

Решение.

Внутренняя энергия одного моля реального газа равна

, при этом для двухатомного азота .

Получаем .

Найдем (учтем что ):

.

Ответ:

14. Найти коэффициент вязкости гелия при нормальных условиях, если коэффициент диффузии при тех же условиях равен Необходимые данные взять из любого задачника по физике (для ВУЗа).

Решение.

Коэффициент вязкости связан с коэффициентом диффузии как

.

Плотность гелия при нормальных условиях найдем как и тогда

.

Найдем Па*с.

Ответ: 0.19 Па*с.

Вариант 5.

1. Точка движется по окружности радиусом с постоянным угловым ускорением Определить тангенциальное ускорение точки, если известно, что за время она совершила три оборота и в конце третьего оборота ее нормальное ускорение

Решение.

Если , то зависимость угловой скорости от времени имеет вид , а зависимость угла поворота от времени будет .

Нормальное ускорение равно .

Из условия получим что

и .

Отсюда найдем .

Тангенциальное ускорение точки равно м\с².

Ответ: м\с².

2. Конькобежец, стоя на коньках на льду, бросает камень массой под углом к горизонту со скоростью Какова будет начальная скорость движения конькобежца, если масса его ? Перемещением конькобежца во время броска пренебречь.

Решение.

По закону сохранения импульса получим

, откуда скорость человека

.

Найдем м\с.

Ответ: 0.36 м\с.

3. Какая работа должна быть совершена при поднятии с земли материалов для постройки цилиндрической дымоходной трубы высотой наружным диаметром и внутренним диаметром ? Плотность материала принять равной

Решение.

Работа равна потенциальной энергии трубы. Если выделить участок трубы высотой dh, то его масса будет равна и для его поднятия на высоту h нужно совершить работу .

Для нахождения полной работы интегрируем выражение: .

Найдем МДж.

Ответ: 344.8 МДж.

4. Блок, имеющий форму диска массой вращается под действием силы натяжения нити, к концам которой подвешены грузы массами и Определить силы натяжения и нити по обе стороны блока.

Решение.

Укажем стрелками направления движения грузов.

Тогда по 2-му закону Ньютона получим

Также для блока имеем

, так что

.

Тогда из полученных трех уравнений получим ускорение

.

Найдем м\с².

Силы натяжения нитей найдем как

, получим

Ответ: 3.92 Н и 4.57 Н.

5. Материальная точка совершает простые гармонические колебания так, что в начальный момент времени смещение а скорость Определить амплитуду и начальную фазу колебаний, если их период

Решение.

Запишем уравнение колебаний в виде , тогда скорость будет зависеть от времени как .

В начальный момент времени получим .

Отношение этих величин .

Отсюда .

Зная фазу, найдем амплитуду как .

Найдем ,

м=5.1 см.

Ответ: , А=5.1 см.

6. В баллоне вместимостью содержится кислород массой Определить концентрацию молекул газа.

Решение.

Концентрацию можем найти как .

Из уравнения состояния газа выразим

.

Получим .

Найдем м^-3.

Ответ: м^-3.

7. Вычислить плотность азота, находящегося в баллоне под давлением и имеющего температуру

Решение.

Из уравнения состояния газа выразим плотность как:

.

Найдем кг\м³.

Ответ: 10 кг\м³.

36