ИДЗ 2. Молекулярная физика. Термодинамика

 

1.Сосуд емкостью 10 л содержит азот массой m₁ = 7 г и водород массой m₂ = 1 г при температуре Т = 280 К. Определить давление смеси газов.

2. Вычислить при температуре t = 17 °С среднюю квадратичную скорость капельки воды диаметром d = 0,1 мкм, взвешенной в воздухе. Сделайте анализ решения задачи.

3. Найти для газообразного азота температуру, при которой скоростям молекул v₁ = 400 м/с и v₂ = 700 м/с соответствуют одинаковые значения функции распределения Максвелла. Нарисовать график с указанием полученных результатов.

4. Найти эффективный диаметр гелия, если при нормальных условиях коэффициент диффузии гелия равен D = 8,25×10^-5 м²/с.

5.В стальном баллоне при температуре 27 °С и давлении 0,1 МПа находится 0,2 кг гелия. После нагревания давление в баллоне возросло в 5 раз. Найти объем баллона и количество теплоты, сообщенной газу.

6.Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изохор и двух изотерм с температурами Т₁ = 273 К и Т₂ = 573 К. Определить степень сжатия V₁/V₂ двухатомного газа, если КПД цикла равен h = 0,425.

7. Смешали воду массой 5 кг при температуре 280 К с водой массой 8 кг при температуре 350 К. Теплоемкость воды равна 4,2 кДж/(кг·К). Найдите изменение энтропии, происходящее при смешивании.

8. Найти эффективный диаметр атома гелия, если Т_к = 5,2 К и Р_к = 2,25 атм.

 

Теоретические вопросы

9.Оцените среднее время свободного пробега молекул в различных газах. Чем определяется их различие?

10.В каком агрегатном состоянии одна и та же масса вещества будет обладать наибольшей энтропией?

Вариант 21