Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Сборник вопросов и задач по общей физике. Раздел 5. Молекулярная физика. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 158 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

352. Спирт по каплям вытекает из сосуда через верти-

кальную трубку. Капли отрываются через время после другой, и через время 10 г спирта. Определите диаметр шейки капель в момент отрыва.

353. Определите давление: а) в капельках ртути диаметром 1,5 мкм; б) внутри мыльного пузырька диаметром 3 мм, если поверхностное натяжение мыльной воды равно 45 мН/м.

354. Поверхностное натяжение на границе вода–масло можно принять равным надо произвести, чтобы каплю масла массой бить внутри воды на капельки диаметром если процесс дробления происходит изотермически? Плотность масла

355. На сколько градусов нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель радиусом

356. На какой глубине h образуются пузырьки газа в воде, если при всплытии пузырьков их радиус увеличивается в мкм? Атмосферное давление что температура газа в пузырьке во время всплытия не изменяется.



0,9 г/см3.



1,1 раза, достигая у поверхности значения r  1

t  13 мин вытекает масса

1,8  10

–2

Дж/м2. Какую работу

r  1 мм каждая?

p 10

Па. Предполагается,

1 с одна

m 

1 г раздро-

d  2  10

m 

–4

см,

357. В сосуде с воздухом при давлении

мыльный пузырек диаметром мически уменьшили в зырька увеличился в ние мыльной воды.

358. Мыльный пузырь выдут через цилиндрическую трубку с внутренним радиусом В тот момент, когда радиус пузыря достиг значения перестали дуть. Воздух из пузыря начал выходить через трубку. Через какое время ное натяжение мыльной воды

18 10

 

духа



n раз, в результате чего диаметр пу-

раз. Найдите поверхностное натяже-



Пас. (Указание: формула Пуазейля для

d . Давление воздуха изотер-

мм и длиной 10l  см.

1r 

t пузырь исчезнет? Поверхност-

50 мН/м, вязкость воз-

p находится

10R  см,

объемного расхода воздуха при разности давлений на кон-

цах трубки

dV r p

p :

dt l







359. Внутренний диаметр барометрической трубки равен 0,75 см. Какую поправку надо внести, измеряя атмосферное давление по высоте ртутного столба? Краевой угол на границе стекло–ртуть

138

360. После покрытия слоем парафина радиус отверстия

решета стал равен 1,5 мм. Приняв во внимание, что вода не смачивает парафин, определите высоту слоя воды, который можно носить в решете, так чтобы вода не пролилась через отверстия.

361. Стеклянная капиллярная трубка, диаметр внутреннего канала которой

d 0,2 мм, а длина 0h  20 см, опу-

скается в вертикальном положении в воду. Верхний конец трубки запаян. Какую длину l должна иметь часть трубки,

находящаяся под водой, чтобы уровень воды в капилляре и вне его был одинаков? Давление атмосферного воздуха

p 10

Па.

362. U-образный сосуд состоит из

сообщающихся широкой и узкой трубок. При заполнении сосуда водой ее уровни в узкой и широкой трубках отличаются на ренний радиус широкой трубки

h  8 см (рис. 14). Внут-

r 

5 мм. Считая смачивание полным, найдите радиус

r узкой трубки.

363. В двух сообщающихся ка-

пиллярах диаметрами d и

d  0,5 мм находится ртуть. Най-

= 1 мм

дите разность уровней жидкости, если краевые углы менисков равны

Рис. 14

138

364. U-образная трубка открыта с обоих концов и наполне-

на водой. Внутренние радиусы колен 1 и 2 равны

1, 0r 

и 2 мениск на конце колена 1 будет: а) вогнутый с радиусом кривизны визны

365. Горизонтальный капилляр, внутренний радиус которого столбик высотой из капилляра, если его поставить вертикально? Смачивание полное.

мм. При какой разности уровней воды в коленах 1

Rr ; б) плоский; в) выпуклый с радиусом кри-

Rr ; г) выпуклый с 1Rr ? Смачивание полное.

мм, наполнен водой так, что в нем образовался

1r 

10h  см. Какая масса воды m вытечет

0,5r  мм

366. Стеклянный стержень диаметром вили в стеклянный капилляр с диаметром внутреннего кана-

d  2 мм так, что их оси совпадают. Затем всю систему

ла

установили вертикально и привели в соприкосновение с поверхностью воды. На какую высоту поднимется вода в таком капилляре?

367. Две параллельные стеклянные пластинки, находящиеся на небольшом расстоянии положенные вертикально, частично погружены в воду. Как меняется давление ками в зависимости от высоты поверхности воды? Атмосферное давление равно р вание стекла водой считать полным.

368. Две вертикально расположенные параллельные друг другу стеклянные пластины погружены частично в воду. Зазор между пластинами по горизонтали определите: а) высоту

p внутри столбика воды между пластин-

l  10,0 см. Считая смачивание полным,

h на которую поднимается вода в за-

d друг от друга и рас-

h , отмеряемой от свободной

d 0,5 мм, размер пластин

d  1,5 мм вста-

; смачи-



зоре; б) модуль силы друг к другу.

, с которой пластины притягиваются

369. Две вертикальные пластинки, погруженные частич- но в смачивающую жидкость, образуют клин с очень малым

углом  . Ребро клина вертикально. Плотность жидкости ее поверхностное натяжение

h поднятия жидкости как функцию расстояния x от

соту ребра клина.

370. Капля ртути массой раллельными стеклянными пластинками. Какую силу надо приложить, чтобы расплющить каплю до диска толщины

, краевой угол  . Найти вы-

m 

3 г находится между па-



d 0,15 мм? Считать, что ртуть абсолютно не смачивает

стекло.

m 

371. Капля воды массой двумя параллельными стеклянными пластинками. С какой силой пластинки прижимаются друг к другу? Расстояние между пластинками считать полным.

372. Какое количество тепла выделяется при подъеме жидкости по капилляру? Плотность жидкости циент поверхностного натяжения полным.

373. Вода с опущенным в нее стеклянным капилляром радиуса насыщенных паров свободной поверхностью воды равно ное.

r находятся в замкнутом сосуде. Каково давление

d 0,01 мм. Смачивание стекла водой

p над мениском, если их давление над

0,1 г находится между

, коэффи-



. Смачивание считать

p ? Смачивание пол-

374. В закрытом сосуде находится много капель воды

различной величины. Что произойдет с каплями через продолжительное время?

375. Найдите диаметр капелек воды, при котором давление насыщенных паров над поверхностью капелек на 1% больше давления насыщенных паров над плоской поверхно-

стью при температуре 27

С.

§ 9. РАВНОВЕСИЕ ФАЗ. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ

1. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса, определяющее на-

клон кривой

()pT равновесия двух фаз:



dT T v v

где

 – удельная теплота фазового перехода 12 , 1v и

– удельные объемы вещества в фазах 1 и 2.

376. Находится ли в состоянии равновесия со своим па-

ром вода в открытом стакане?

377. Изобразите кривую фазового равновесия жид-

кость – насыщенный пар в координатах изойдет с системой, содержащей жидкость с насыщенным паром, если повысить (понизить) температуру при постоянном давлении? б) Что произойдет, если повысить (понизить) давление при постоянной температуре?

378. Какие температуры соответствуют началу и концу кривой испарения? Каковы их численные значения для воды?

379. Является ли температура кипения характеристикой данного вещества подобно температурам тройной и критической точек?

380. С помощью табл. 6 определите, до какого давления надо откачать воздух под колоколом, чтобы вода в стакане под колоколом кипела при температуре 17







(, )pT. а) Что про-

С.

381. Большой сосуд с кипяченой водой, в котором пла-

вает стакан с сырой водой, ставят на нагреватель. Через некоторое время вода в стакане закипает, хотя в сосуде еще не кипит. Объясните явление.

382. Изобразите в координатах новесия жидкой, твердой и газообразной фаз вещества. Укажите области однофазных состояний вещества. Объясните, почему температура кипения любой жидкости с ростом внешнего давления повышается, а температура плавления у некоторых веществ (например, у воды) с ростом давления понижается.

383. Каковы особенности диаграммы фазового равновесия воды?

384. Покажите, что плотой возгонки

ствует связь:

385. Вблизи тройной точки кривая равновесия между твердой и газообразной фазами в координатах ет больший наклон к оси жидкой и газообразной фазами. Дайте объяснение этого факта.

386. Объясните, почему жидкий гелий, находящийся при атмосферном давлении, даже при Т  0 не переходит в твердое состояние, как другие сжиженные газы. (Переход жидкого гелия в твердое состояние при Т  0 происходит только при давлении

387. На юге зимой ночная температура может опускаться чуть ниже 0 С. Чтобы чувствительные растения не вымерзали, их вечером поливают. Зачем?

388. Для изменения температуры кипения воды на 1 С достаточно изменить давление на 27 мм рт.ст. Меньшее или большее изменение давления понадобится для такого же изменения температуры

389. Брусок льда лежит своими концами на неподвижных опорах. Через него перекинуты две петли, на которых

ип .

в тройной точке между удельной те-

 , испарения и и плавления п суще-

, чем кривая равновесия между

р  25 атм.)

плавления льда?

(, )pT диаграмму рав-

(, )pT име-

висят два одинаковых груза. Одна петля сделана из медной проволоки, а другая – из капроновой нити такого же диаметра. Почему медная проволока гораздо быстрее перерезает лед, чем капроновая нить?

390. Зная удельную теплоту испарения воды при 100

С и постоянном давлении, определите изменение внутренней энергии при испарении 1 кг воды при данной температуре.

391. Какая часть удельной теплоты испарения воды при

t  100 С идет на увеличение ee внутренней энергии?

392. Как зависит удельная теплота испарения от темпе-

ратуры?

393. Оцените удельную теплоту испарения для воды при

температуре 200

394. Удельная теплота испарения бензола (С

температуре

С, пользуясь моделью Ван-дер-Ваальса.

) при

6Н6

t  77 С равна  398 кДж/кг. Чему равно

изменение внутренней энергии бензола массой 20 г при его испарении при этой температуре?

395. Рассчитайте давление насыщенного водяного пара

при

t  101

C. Пар можно считать идеальным газом.

396. В замкнутом объеме, давление в котором равно

одной атмосфере, помещены один выше другого два открытых сосуда с водой (рис. 15). В нижнем из сосудов температура воды равна 20 С. Определите разность температур между верхним и нижним сосудами, если уровни воды в сосудах отстоят друг друга на

h  3 м. Тепло-

от

обменом между сосудами пренебречь.

397. Найдите давление насыщенного пара как функцию температуры

()pT , если при темпера-

туре

его давление

Считать, что удельная теплота испарения не зависит

Рис. 15

от температуры T, удельный объем жидкости пренебрежимо мал по сравнению с удельным объемом пара, насыщенный пар подчиняется уравнению состояния идеального газа. Выясните, при каких условиях эти упрощения допустимы.

398. Вода в скороварке кипит при

t  120

С. Рассчитайте давление пара в скороварке. Сравните результат расчета с данными табл. 6.

399. Найдите повышение температуры кипения воды при увеличении давления ее насыщенного пара на одну атмосферу вблизи точки кипения воды при нормальном давлении.

400. Рассчитайте температуру кипения воды на горе высотой

равной

мите равной ха

h  3500 м, считая среднюю температуру атмосферы

t 15

M  0,029 кг/моль.

воз

С. Удельную теплоту испарения воды при-

2,29 10  кДж/кг, молярную массу возду-

401. Давление насыщенных паров ртути при температурах

p  0,28 мм рт.ст. и 2p  0,76 мм рт.ст. Определите сред-

t  100 С и 2t 

120 С равно соответственно

нее значение удельной теплоты испарения ртути в указанном интервале температур.

402. В закрытом сосуде объемом кг воды при температуре

t  100 С. Пространство над во-

V 5 л находится 1

дой занято насыщенным водяным паром (воздух выкачан). Найдите увеличение массы насыщенного пара повышении температуры системы на

1 К. Пар считать

T

m m при

идеальным газом.

403. В закрытом сосуде вместимостью 4,0 дм

находит-

ся вода массой 2,0 кг при температуре 373 К. На сколько нужно повысить температуру системы, чтобы масса насыщенного пара, находящегося над водой, увеличилась на

0,816 г?

404. Найдите изменение температуры плавления льда вблизи 0 С при повышении давления на

p51, 013 10 Па,

если удельный объем льда на v0,091 см3/г больше удельного объема воды.

405. Лед, находившийся в адиабатной оболочке при нор-

мальных условиях, подвергли сжатию до давления

p  640

атм. Считая, что температура плавления льда линейно зависит от давления, найдите, какая часть льда растаяла. Удельный объем воды на

v0,091 см

/г меньше удельного объ-

ема льда.

406. Уксусная кислота при атмосферном давлении пла-

вится при температуре мов жидкой и твердой фаз уксусной кислоты Точка плавления уксусной кислоты смещается на

t  16,6 С. Разность удельных объе-

v0,16 см

/г.

T

1 К при изменении давления на p4153,3 кПа. Найдите удельную теплоту плавления уксусной кислоты.

407. При

Па, а при ту плавления льда

t  0 С давление водяного пара 1p  610

t 

+1 С –

p  657 Па. Зная удельную тепло-

 , найдите удельную теплоту возгонки

льда и давление водяного пара над льдом при температуре

1t  С.

408. Давление насыщенных паров этилового спирта

ОН) при температуре 40 С равно 133 мм рт.ст., а при

(С

2Н5

температуре 68 С – 509 мм рт.ст. Найдите изменение энтропии при испарении этилового спирта массой 1 г, находящегося при температуре 50 С.

409. Лед массой 1 кг с начальной температурой 0 С в

результате нагревания превратили сначала в воду, а затем в

при температуре 100 С. Найдите изменение энтропии

пар системы.

410. Найдите изменение энтропии при превращении

льда массой 10 г, находящегося при температуре –20 С, в пар при температуре 100 С.

411. В термос, содержащий пературе при температуре

90t  С, положили кусок льда массой

10t 

С. Найдите изменение энтропии

системы после установления в ней теплового равновесия.

200m  г воды при тем-

10m  г

§ 10. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

1. Линейный размер тела при температуре

(1 )ll t,

l – линейный размер при

где

ный коэффициент линейного расширения.

2. Уравнение Фурье для теплового потока

площадку

dS в направлении оси

0t  С,  – температур-

t :

d через

d



 (греч. каппа) – коэффициент теплопроводности.

где

3. Закон Дюлонга–Пти для теплоемкости твердых тел:

3CR

4. Средняя энергия, приходящаяся на одну степень сво-

боды квантового осциллятора:







5. Формула Дебая для молярной теплоемкости кристал-

лов:





T x dx T

312























<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 158 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]