ИДЗ 2. Молекулярная физика. Термодинамика

 

1.В баллоне V = 25 л находится водород при температуре Т = 290 К. Часть водорода израсходовали, при этом давление понизилось на DР = 0,4×10⁵ Па. Определить массу израсходованного водорода.

2. Азот массы m = 15 г находится в закрытом сосуде при температуре Т = 300 К. Какое количество тепла необходимо сообщить азоту, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул возросла в 2 раза.

3. Как будет изменяться доля молекул гелия, имеющих скорости, лежащие в интервале от <v> до < v > + Dv, где D v = 20 м/с, при увеличении температуры с 300 до 600 К?

4. Найти объем сосуда, в котором находится N = 4×10²² молекул двухатомного газа, если теплопроводность газа l = 14 мВт/(м×К), а коэффициент диффузии D = 2,02×10^-5 м²/с.

5.Гелий массой 1,25 кг при температуре 270 К находится под давлением 0,1 МПа. Газ нагревают при постоянном давлении, и его объем становится равным 10^-2 м³. Найти внутреннюю энергию газа после нагревания и количество подведенной к газу теплоты.

6. Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изобар и двух адиабат с температурами Т₁ = 300 К и Т₂ = 400 К. Найти КПД цикла, если степень сжатия V₁/V₂ = 2, а в качестве рабочего тела используется многоатомный идеальный газ.

7. Вода массой 100 г, взятая при температуре 273 К, была заморожена в лед до температуры 253 К. Теплоемкость льда равна 1,8 кДж/(кг·К), а удельная теплота плавления - 335 кДж/кг. Найдите изменение энтропии в этом процессе.

8. Найти эффективный диаметр молекулы кислорода, если Т_к = 154 К и Р_к = 50 атм.

Теоретические вопросы

9.В чем состоит дифференциальный метод определения коэффициентов теплопроводности и вязкости?

10.Объясните возрастание энтропии при фазовом переходе «твердое тело – жидкость», исходя из статистического смысла энтропии.

Вариант 20