Задача N 4

¨УСЛОВИЕ :

Газ (название газа). Число степеней свободы i. Молярная масса М. Масса газа .

Начальная средняя квадратичная скорость молекул u. Начальный объем газа V₀.

Задания к задаче N 4
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ГАЗ – кислород	О2	О2	О2	О2	О2	О2	О2	О2	О2	О2
Число степ. свободы i	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
Мол. масса М(кг/моль	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032	0,032
Масса газа m (кг)	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1	0,11	0,12	0,13	0,14
Ср.-кв. скор. u (м/с)	400	420	440	460	480	500	520	540	560	600
Начал. объем V0 (мз)	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1

Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
ГАЗ – углекислый газ	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2	СО2
Число степ. свободы i	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
Мол. масса М (кг/моль	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044	0,044
Масса газа m (кг)	0,010	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1
Ср.-кв. скор. u (м/с)	400	410	420	430	440	450	460	470	480	490
Начал. объем V0 (мз)	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1
Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
ГАЗ – метан	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4	СН4
Число степ. свободы i	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
Мол. масса М (кг/моль	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016	0,016
Масса гаа m (кг)	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1	0,11	0,12	0,13	0,14
Ср.-кв. скор. u (м/с)	300	320	340	360	380	400	420	440	460	480
Нач. объем V0 (мз)	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1

¨ЗАДАНИЯ:

НАЙТИ:

1. количество вещества n,

2. число молекул газа N,

3. массу молекулы m₀,

4. плотность газа ρ,

5. концентрацию молекул n,

6. начальное давление газа р₀,

7. среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы áЕñ,

8. начальную абсолютную температуру газа Т₀,

¨ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.

ДАНО: О₂, , М = 0,032 кг/моль, кг, м/с, м³.

РЕШЕНИЕ

(обязательно представлять соответствующие формулы, вычисления и единицы измерения)

1. Количество вещества: n = m/M; (моль).

2. Число молекул газа: .

3. Масса молекулы: m₀ = M/N_A; m₀ = 0,032/(6,02∙10²³) = 5,23∙10^-26 (кг).

4. Плотность газа: ρ = m/V₀ = 0,048/0,034 = 1,41 (кг/м³).

5. Концентрация молекул: n = N/V₀ = 9∙10²³/0,034 = 2,65∙10²⁵ (м ^–3).

6. Начальное давление газа: p₀ = nm₀u²/3 = 2,65∙10²⁵∙5,33∙10^-26∙550² = 1,42∙10⁵ (Па).

7. ‹E› = m₀u²/2 = 5,33∙10^-26∙550²/2 = 8,06∙10^-21 (Дж).

8. Начальная температура газа: ‹E› = 3kT₀ T₀ = 2‹E›/3k = 2∙8,06∙10^-21/(3∙1,38∙10^-23) = 389 (K).