Упражнение 1

1. Известно, что нельзя заставить капельку оливкового масла объемом 1 мм³ расплыться по поверхности воды так, чтобы она заняла площадь больше 0,6 м². Оцените по этим данным минимальные размеры молекулы оливкового масла.

2. При образовании соединения азота с кислородом отношение масс прореагировавших веществ равно 7 : 16. Какова химическая формула этого соединения?

3. Считая диаметр атома вольфрама d = 2·10^-10м, оцените количество атомов, покрывающих поверхность острия иглы. Острие считать полушаром радиусом r = 5·10^-8м.

4. Определите относительную молекулярную массу и молярную массу натрия Na, оксида углерода СО, оксида азота NО, медного купороса CuSO₄.

5. Какое количество вещества содержится в слитке серебра массой 5,4 кг?

6. Какова масса воды, взятой в количестве 100 моль?

7. Вычислите массу одного атома гелия Не, молекулы оксида азота NO и молекулы метана СН₄.

8. Вода из блюдца полностью испарилась за 10 сут. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за 1 с, если масса воды равнялась 100 г?

9. Сколько атомов содержится в стакане воды (200 г)?

10. В озеро средней глубиной 20 м и площадью поверхности 10 км² бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01 г. Сколько атомов хлора оказалось бы в капле воды объемом 10 мм³, взятой из озера, если считать, что соль после растворения равномерно распределилась в озере?

11. Сколько атомов углерода содержится в графитовом стержне длиной l = 10 см и площадью сечения S = 4 мм²? Плотность графита р = 1,6·10³ кг/м³.

12. Какую площадь S имеет поверхность золотой фольги массой т = 1 г, если толщина ее составляет п = 10⁴ молекулярных слоев. Плотность золота р = 1,93·10⁴ кг/м³.

Глава 3. Температура. Газовые законы

В этой главе вы узнаете немало нового о физической величине, которую каждый день упоминают в сводках погоды: о температуре, о том, как она строго научно определяется в физике.

Здесь же вы познакомитесь с эмпирическими законами поведения самого простого макроскопического тела — газа. Именно открытие и исследование газовых законов дало возможность ввести понятие абсолютной температуры.

§ 3.1. Состояние макроскопических тел в термодинамике

Вы знаете, как характеризуется состояние системы частиц (или тел) в классической механике. Посмотрим, как определяется состояние макроскопических тел в термодинамике.

В механике состояние системы частиц определяется их положениями (координатами) и скоростями. По начальным координатам и скоростям можно при заданных силах найти положение и скорости частиц в любой последующий момент времени.

Определить подобным образом внутреннее состояние макроскопических тел, состоящих из огромного числа частиц, нельзя. Однако поведение макроскопических тел можно охарактеризовать немногим числом физических величин, относящихся не к отдельным молекулам, слагающим тела, а ко всему макроскопическому телу в целом. К числу таких величин относятся объем V, давление р, температура t и др. Так, газ данной массы всегда занимает некоторый объем, имеет определенные давление и температуру. Объем и давление представляют собой механические величины, описывающие состояние газа. Понятие температуры в механике не рассматривается, так как она характеризует внутреннее состояние тел.