176_КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
.pdf47.Пользуясь законом Дюлонга и Пти, найти, из какого материала
сделан металлический шарик массой m = 0,025 кг, если известно, что для его нагревания от t1= 100C до t2 = 300С потребовалось затратить количество теплоты Q = 117 Дж.
48.Снаряд массой 6,5 кг. вылетает из ствола орудия со скоростью 780 м/с. Определить, какой объем занимает газ, образовавшийся при сгорании
пороха. Давление в канале ствола считать постоянным. Атмосферное давление
105 Н/м2, а температура выходящих газов 5070С, окружающей среды t1 = 270С. Ответ дать в м3, выразив десятичной дробью с точностью до десятых долей.
49.Под каким давлением находятся 28 г. азота, помещенные в баллон емкостью 9 л., при температуре 870С? Ответ дать в килопаскалях, выразив целым числом.
Табличные данные:
N2 28г / моль; R 8,3 Дж /( моль * К );1л 1дм3 .
50. Определить, при каком давлении 14 г. азота займут объем 1 л., если температура 270С. Ответ дать в килопаскалях, выразив целым числом.
Табличные данные:
N2 28г / моль; R 8,3 Дж /( моль * К );1л 1дм3 .
51. При какой температуре 24 л. хлора будут иметь массу в 100 г., если давление равно 4,15*105 Па?
Ответ дать в градусах Кельвина, выразив целым числом.
Cl2 71г / моль; R 8,3 Дж /( моль * К );1л 1дм3 .
52.Какое количество теплоты необходимо затратить для нагревания 200 г. водорода от 00С до 1000С при постоянном давлении. Насколько при этом увеличится внутренняя энергия газа? Какую работу совершит газ?
53.Определить следующие величины:
1)кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы водяного пара при температуре 1000С;
2)суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул одного киломоля водяного пара при температуре 1000С;
3)суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех
молекул, содержащихся в 200 г. водяного пара при температуре
1000С.
54.2 кг. кислорода занимают объем 1 м3 и находятся под давлением 2 атм. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема 3 м3, а затем при постоянном объеме до давления 5 атм. Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу и количество теплоты, переданное газу. Построить график процесса.
55.Трехатомный газ занимает объем 6 л. при нормальных условиях. Найти: а) кинетическую энергию поступательного движения молекул;
б) внутреннюю энергию газа.
56.Газ, занимавший объем 0,02 м3 под давлением 106 Па, был изобарически нагрет от 323 К до 473 К. Найти работу расширения газа.
57.Водород в объеме 5 л., находившийся под давлением 1 атм., адиабатически сжат до 1 л. Найти работу сжатия.
58.Определить среднюю длину свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 1000С и давлении 0,1 мм. рт. ст. Диаметр
молекулы принять равным 3 *10 8 см.
59.В сосуде объемом 80 см3 находится 0,4 г. молекул углекислого газа. Найти среднюю длину свободного пробега молекул при этих условиях.
60.Какова средняя квадратичная скорость атомов гелия при температуре 600С? Какова кинетическая энергия их поступательного движения? Какова полная кинетическая энергия молекул?
61.Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул Н 2 больше скорости молекул О 2 при одной и той же температуре?
62.Найти среднюю квадратичную, среднюю арифметическую и наиболее вероятную скорости молекул водорода при температуре 1700С.
63.Каковы удельные теплоемкости Ср и СV смеси газов, состоящей из 10 г. кислорода и 20 г. азота.
64.Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 4,2*103 Дж теплоты. Какую работу выполнил газ в результате протекания всего цикла, если термический К.П.Д. цикла равен 0,1.
65.Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно. Температура нагревателя 2270С. Определить термический К.П.Д. цикла и температуру охладителя тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу 350 Дж.
66.Автомобильная шина была накачена до давления 2,2 атм. При температуре 150С и лопнула. Во время движения она нагрелась до температуры 550С и лопнула. На сколько градусов охладился вышедший при этом из шины воздух? Считать процесс адиабатическим.
67.Найти массу азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 0,01 м2 за время t = 10 c, если градиент плотности в направлении,
перпендикулярном площадке |
р / х 1,26кг / м4 . Температура азота |
t0 = 270C. Средняя длина свободного пробега молекул азота 10 мкм.
68.Найти вязкость азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него D = 1,43*10-5 м2/с.
69.Во сколько раз вязкость азота меньше вязкости кислорода? Температуры газов одинаковы.
70. Найти теплопроводность К водорода, вязкость которого 8,6мкПа * с. Диаметр молекулы водорода 0,23нм.
КРАТКИЕ СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Основные физические постоянные. (округленные значения).
|
Обо- |
|
Физическая постоянная |
значе- |
Числовое значение |
|
ние |
|
1 |
2 |
3 |
Нормальное ускорение свободно падающих |
g |
9,81 м/с2 |
тел |
|
|
Гравитационная постоянная |
|
6,67*10-11 м3/кг*с2 |
Число Авагадро |
N |
6,02*1023 моль-1 |
|
|
|
Универсальная газовая постоянная |
R |
8,32 Дж/К*моль |
|
|
|
Постоянная Больцмана |
k |
1,38*10-23 Дж/К |
|
|
|
Стандартный объем идеального газа (объем |
V0 |
22,4*10-3 м3/моль |
|
|
|
одного киломоля идеального газа при |
|
|
нормальных условиях) |
|
|
Элементарный электрический заряд |
e |
1,6*10-19 Кл |
|
|
|
Число Фарадея |
F |
9,65*104 Кл/моль |
|
|
|
Скорость света в вакууме |
c |
3*108 м/с |
|
|
|
Постоянная закона Стефана-Больцмана |
|
5,67*10-8 Вт/м2*К4 |
Постоянная закона смещения Вина |
C’ |
2,89*10-3 м*К |
|
|
|
Постоянная в формуле второго закона Вина |
C’’ |
1,30*10-5 Вт/м3*К5 |
|
|
|
Постоянная Планка |
|
|
|
h |
6,62*10-34 Дж*с |
Постоянная Ридберга (для атома водорода |
|
|
|
|
|
1Н1) |
R |
1,097*107 м-1 |
|
|
|
Радиус первой боровской орбиты |
|
|
|
r1 |
0,529*10-10 м |
Комптоновская длина волны электрона |
|
|
|
|
|
|
|
2,43*10-12 м |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
Магнетон Бора |
0 |
0,927*10-23 Дж/Тл |
|
|
|
Потенциал ионизации атома водорода |
U0 |
2,18*10-18 Дж (13,6 эВ) |
|
|
|
|
|
|
Атомная единицы массы |
|
1,660*10-27 кг |
|
- |
|
Коэффициент пропорциональности между |
|
931 МэВ/а.е.м. |
энергией в МэВ и массой в а.е.м. |
k |
|
|
|
|
Некоторые астрономические величины (средние значения)
Радиус Земли |
|
6,37*106 м |
|
Расстояние от Луны до Земли |
3,84*108 м |
||
Расстояние от Солнца до Земли |
1,49*1011 м |
||
Радиус Солнца |
|
6,95*108 м |
|
Масса Солнца |
|
1,98*1030 кг |
|
Плотности твердых тел |
|
|
|
(в кг/м3) |
|
|
|
Алюминий |
2,7*103 |
Никель |
8,8*103 |
Железо (сталь) 7,8*103 |
Свинец |
11,3*103 |
|
Латунь |
8,5*103 |
Серебро |
10,5*103 |
Медь |
8,9*103 |
Цинк |
7,1*103 |
Плотности жидкостей
(в кг/м3)
Вода (при 40С) |
103 |
Масло |
0,9*103 |
Глицерин |
1,26*103 |
Ртуть |
13,6*103 |
Керосин |
0,8*103 |
Спирт |
0,8*103 |
Плотности газов (при нормальных условиях) (в кг/м3)
Воздух |
0,29 |
Гелий |
0,18 |
Воздух |
1,29 |
Кислород |
1,43 |
Модуль продольной упругости (модуль Юнга)
Сталь |
20*1010 |
Медь |
10*1010 |
Молекулярная масса газов (в кислородных единицах)
Азот |
28 |
Гелий |
4 |
Водород |
2 |
Кислород |
32 |
Воздух |
29 |
Углекислый газ |
44 |
Термический коэффициент линейного расширения (в град-1)
Сталь |
1,2*10-5 |
Медь |
1,7*10-5 |
Латунь |
1,9*10-5 |
Цинк |
2,9*10-5 |
Коэффициент поверхностного натяжения жидкостей
(в Н/м)
Вода |
71*10-3 |
Ртуть |
500*10-3 |
Мыльная вода |
40*10-3 |
Спирт |
22*10-3 |
Коэффициент теплопроводности (в Вт/м*град.)
Дерево |
0,20 |
Кирпич |
0,80 |
(поперек волокон) |
|
|
|
Эффективный диаметр |
|
|
|
(в м) |
|
|
|
Азот |
3,0*10-10 |
Гелий |
1,9*10-10 |
Водород |
2,3*10-10 |
Кислород |
2,7*10-10 |
Удельная теплота плавления (в Дж/кг)
Лед |
3,35*105 |
Свинец |
2,5*104 |
Олово |
5,8*104 |
Серебро |
1,1*105 |
Удельная теплота парообразования (Дж/кг*К)
Вода |
2,25*106 |
Эфир |
3,68*105 |
14.Удельная теплоемкость веществ (Дж/кг*К)
Жидкости |
|
|
|
Твердые тела |
|
|
|
Вода |
4,19*103 |
Алюминий |
896 |
|
|||
Глицерин |
2,43*103 |
Железо |
500 |
|
|||
Касторовое масло |
1,8*103 |
Латунь |
386 |
|
|||
Керосин |
2,14*103 |
Лед |
2100 |
|
|||
Ртуть |
0,138 |
|
Медь |
395 |
|
||
Спирт |
2,51*103 |
Олово |
230 |
|
|||
|
|
|
Свинец |
126 |
|
|
|
|
|
|
Серебро |
234 |
|
|
|
|
|
|
Сталь |
460 |
|
||
|
|
|
Цинк |
391 |
|
||
15.Постоянные а и b в уравнении Ван-дер-Ваальса |
|
|
|
||||
Вещество |
|
|
м 4 * Н |
|
|
м3 |
|
|
а ( |
моль ) |
b ( моль ) |
||||
|
|
||||||
Азот |
|
1,3*102 |
|
3,7*10-5 |
|
||
Водяной пар |
|
5,5*102 |
|
3,0*10-5 |
|
||
Кислород |
|
1,3*102 |
|
3,1*10-5 |
|
||
Углекислый газ |
|
3,6*102 |
|
4,3*10-5 |
|
16. Скорость звука в газах (при нормальных условиях) (м/с)
Воздух |
332 |
Гелий |
970 |
Водород |
1270 |
Кислород |
316 |
Примечание: Скорость звука в газах при температуре t вычисляется по формуле:
c c0 1 at ,
где c0 - скорость звука при температуре 00 С, а - температурный коэффициент
1
расширения, равный 273 град-1.
17. Диэлектрическая проницаемость диэлектриков
Парафин |
2,0 |
Вода |
81 |
Стекло |
7,0 |
Масло |
2,2 |
|
|
трансформаторное |
|
18. Удельное сопротивление
(Ом*м)
Железо |
9,8*10-8 |
Медь |
1,7*10-8 |
|
Нихром |
1,1*10-6 |
Серебро |
1,6*10-8 |
|
19. Подвижность ионов в газах |
|
|
|
|
(м2/В*с) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вещество |
|
Положительные ионы |
|
Отрицательные ионы |
Воздух |
|
1,4*10-4 |
|
1,9*10-4 |
Кислород |
|
5,4*10-4 |
|
7,4*10-4 |
|
|
|
|
|
20. Коэффициент преломления |
|
|
|
|
Вода |
1,33 |
Стекло |
1,5 |
21. Работа выхода электронов из металла (Дж; в скобах эВ)
Платина |
10*10-19 |
(6,3) |
Цезий |
3,2*10-19 |
(2,0) |
Серебро |
7,5*10-19 |
(4,7) |
Цинк |
6,4*10-19 |
(4,0) |
22. Массы нейтральных атомов легких изотопов
(а.е.м.)
1Н1 |
1,00814 |
5Be11 |
11,01279 |
1Н2 |
2,01474 |
6C11 |
11,01492 |
1Н3 |
3,01700 |
6C12 |
12,00380 |
2Не3 |
3,01698 |
6C13 |
13,00747 |
2Не4 |
4,00387 |
7N13 |
13,00986 |
3Li6 |
6,01702 |
7N14 |
14,00752 |
3Li7 |
7,01822 |
7N15 |
15,00486 |
4Be7 |
7,01915 |
8O15 |
15,00777 |
4Be8 |
8,00785 |
8O16 |
16,00000 |
4Be9 |
9,01504 |
8O17 |
17,00453 |
5Be10 |
10,01611 |
8O18 |
18,00487 |
23. Периоды полураспада радиоактивных изотопов |
|
||
11Na24 |
14,8 ч. |
47Ag111 |
7,6 сут |
12Mg27 |
10 мин |
53J131 |
8 сут |
20Ca45 |
180 сут |
58Ce144 |
275 сут |
25Mn54 |
310 сут |
84Po210 |
138 сут |
34Se75 |
115 сут |
86Rn222 |
3,82 сут |
38Sr90 |
25 лет |
|
|
88Ra226 |
|
|
1590 лет |
|
48Cd109 |
158 сут |
|
|
|
|
|
|
|
24. Масса и энергия покоя некоторых элементарных частиц |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частица |
m0, кг |
|
|
Е0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МэВ |
|
|
Дж |
Электрон |
9,11*10-31 |
|
0,511 |
|
|
8,16*10-14 |
||
Протон |
1,672*10-27 |
|
938 |
|
|
1,50*10-10 |
||
Нейтрон |
1,675*10-27 |
|
939 |
|
|
1,51*10-10 |
||
Дейтон |
3,35*10-27 |
|
1876 |
|
|
3,00*10-10 |
||
- частица |
6,64*10-27 |
|
3733 |
|
|
5,96*10-10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25. Соотношения между единицами международной системы |
|
|
|
|||||
и единицами других систем, а также внесистемными единицами |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
Физическая величина |
|
Коэффициент перевода |
Коэффициент перевода |
|||||
|
|
из других систем |
из системы Си |
|||||
|
|
в систему СИ |
в другие системы |
|||||
|
|
1 |
мкм = 10-6 м |
1 |
м = 106 мкм |
|||
Длина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Ǻ = 10-10 м |
1 |
м = 1010 Ǻ |
|||
|
|
1 |
г = 10-3 кг |
1 |
кг = 103 г |
|||
Масса |
|
1 |
т.е.м. = 9,81 кг |
1 |
кг = 0,102 т.е.м. |
|||
|
|
1 |
т = 103 кг |
1 |
кг = 10-3 т |
|||
|
|
1 |
а.е.м. = |
1,66*10-27 кг |
1 |
кг = 6,02*1026 а.е.м. |
||
|
|
1 |
дин = 10-5 Н |
1 |
Н = 105 дин |
|||
Сила |
|
1 |
кгс = 9,81 Н |
1 |
Н = 0,102 кгс |
|||
|
|
1 |
тс = 9,81*103 Н |
1 |
Н = 1,02*10-4 тс |
|||
|
|
1 |
дин*см = 10-7 Н*м |
1 |
Н*м = 107 дин*см |
|||
Момент силы |
|
1 |
кгс*м = 9,81 Н*м |
1 |
Н*м = 0,102 кгс*м |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
г* см2 = 10-7 кг*м2 |
1 |
кг*м2 = 107 г*см2 |
|||
Момент инерции |
|
1 |
кгс*с2*м = 9,81 кг*м2 |
1 |
кг*м2 0,102 кгс*с2*м |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|