Задачи на тему Физические основы МКТ и термодинамики

Предмет Физика
Из пособия Решебник Волькенштейн

5.1 Какую температуру T имеет масса m = 2 г азота, занимающего объем V = 820 см3 при давлении p = 0,2 МПа
РЕШЕНИЕ

5.2 Какой объем V занимает масса m = 10 г кислорода при давлении р = 100 кПа и температуре t = 20
РЕШЕНИЕ

5.3 Баллон объемом V = 12 л наполнен азотом при давлении p = 8,1 МПа и температуре t = 17. Какая масса m азота находится в баллоне
РЕШЕНИЕ

5.4 Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при температуре t1 = 7 было р1 = 100 кПа. При нагревании бутылки пробка вылетела. До какой температуры t2 нагрели бутылку, если известно, что пробка вылетела при давлении воздуха в бутылке р = 130 кПа
РЕШЕНИЕ

5.5 Каким должен быть наименьшей объем V баллона, вмещающего массу m = 6,4 кг кислорода, если его стенки при температуре t = 20 выдерживают давление р = 15,7 МПа
РЕШЕНИЕ

5.6 В баллоне находилась масса m1 = 10 кг газа при давлении р1 = 10 МПа. Какую массу m газа взяли из баллона, если давление стало равным р2 = 2,5 МПа
РЕШЕНИЕ

5.7 Найти массу m сернистого газа SO2, занимающего объем V = 25 л при температуре t = 27 и давлении р = 100 кПа
РЕШЕНИЕ

5.8 Найти массу m воздуха, заполняющего аудиторию высотой h = 5 м и площадью пола S = 200 м2. Давление воздуха p = 100 кПа, температура помещения t = 17
РЕШЕНИЕ

5.9 Во сколько раз плотность воздуха заполняющего помещение зимой t1 = 7, больше его плотности летом t2 = 37? Давление газа считать постоянным.
РЕШЕНИЕ

5.10 Начертить изотермы массы m = 0,5 г водорода для температур t1 = 0; t2 = 100
РЕШЕНИЕ

5.11 Начертить изотермы массы m = 15,5 г кислорода для температур t1 = 39; t2 = 180
РЕШЕНИЕ

5.12 Какое количество газа находится в баллоне объемом V = 10 м3 при давлении p = 96 кПа и температуре t = 17
РЕШЕНИЕ

5.13 Массу m = 5 г азота, находящегося, в закрытом сосуде объемом V = 4 л при температуре t1 = 20, нагревают до температуры t2 = 40. Найти давление р1 и р2 газа до и после нагревания.
РЕШЕНИЕ

5.14 Посередине откачанного и запаянного с обеих концов капилляра, расположенного горизонтально, находится столбик ртути длиной l = 20 см. Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится на l = 10 см. До какого давления р0 был откачан капилляр
РЕШЕНИЕ

5.15 Общеизвестен шуточный вопрос: Что тяжелее: тонна свинца или тонна пробки? На сколько истинный вес пробки, которая в воздухе весит 9,8 кН, больше истинного веса свинца, который в воздухе весит также 9,8 кН? Температура воздуха t = 17° C, давление p = 100 кПа.
РЕШЕНИЕ

5.16 Каков должен быть вес р оболочки детского воздушного шарика, наполненного водородом, чтобы результирующая подъемная сила шарика F = 0, т.е. чтобы шарик находился во взвешенном состоянии? Воздух и водород находится при нормальных условиях. Давление внутри шарика равно внешнему давлению
РЕШЕНИЕ

5.17 При температуре t = 50 давление насыщенного водяного пара р = 12,3 кПа. Найти плотность водяного пара.
РЕШЕНИЕ

5.18 Найти плотность водорода при температуре t = 10 и давлении р = 97,3 кПа.
РЕШЕНИЕ

5.19 Некоторый газ при температуре t = 10 и давлении p = 200 кПа имеет плотность 0,34 кг/м3. Найти молярную массу газа
РЕШЕНИЕ

5.20 Сосуд откачан до давления р = 1,33*10-9 Па; температура воздуха t = 15 C. Найти плотность воздуха в сосуде
РЕШЕНИЕ

5.21 Масса m = 12 г газа занимает объем V = 4 л при температуре t1 = 7 C. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной 0,6 кг/м3. До какой температуры t2 нагрели газ
РЕШЕНИЕ

5.22 Масса m = 10 г кислорода находится при давлении p = 304 кПа и температуре t1 = 10° C. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем V2 = 10 л. Найти объем V1 газа до расширения, температуру t2 газа после расширения, плотности газа до и после расширения
РЕШЕНИЕ

5.23 В запаянном сосуде находится вода, занимающая объем, равный половине объема сосуда. Найти давление p и плотность водяного пара при температуре t = 400 C, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.
РЕШЕНИЕ

5.24 Построить график зависимости плотности кислорода от давления p при температуре T = const = 390 К в интервале 0 ≤ p ≤ 400 кПа через каждые 50 кПа; от температуры T при p = const = 400 кПа в интервале 200 ≤ Т ≥ 300 К через каждые 20 К.
РЕШЕНИЕ

5.25 В закрытом сосуде объемом V = 1 м3 находится масса m1 = 1,6 кг кислорода и масса m2 = 0,9 кг воды. Найти давление p в сосуде при температуре t = 500 C, зная, что при этой температуре вся вода превращается в пар.
РЕШЕНИЕ

5.26 В сосуде 1 объем V1 = 3 л находится газ под давлением р1 = 0,2 МПа. В сосуде 2 объем V2 = 4 л находится тот же газ под давлением р2 = 0,1 МПа. Температуры газа в обоих сосудах одинаковы. Под каким давлением р будет находиться газ, если соединить сосуды 1 и 2 трубкой
РЕШЕНИЕ

5.27 В сосуде объемом V = 2 л находится масса m1 = 6 г углекислого газа СO2 и масса m2 закиси азота N2O при температуре t = 127 C. Найти давление p смеси в сосуде
РЕШЕНИЕ

5.28 В сосуде находится масса m1 = 14 г азота и масса m2 = 9 г водорода при температуре t = 10 С и давлении p = 1 МПа. Найти молярную массу смеси и объем V сосуда
РЕШЕНИЕ

5.29 Закрытый сосуд объемом V = 2 л наполнен воздухом при нормальных условиях. В сосуд вводится диэтиловый эфир С2Н5ОС2Н5. После того как весь эфир испарился, давление в сосуде стало равным р = 0,14 МПа. Какая масса m эфира была введена в сосуд
РЕШЕНИЕ

5.30 В сосуде объемом V = 0,5 л находится масса m = 1 г парообразного йода I2. При температуре t = 1000 С давление в сосуде pc = 93,3 кПа. Найти степень диссоциации α молекул йода на атомы
РЕШЕНИЕ

5.31 В сосуде находится углекислый газ. При некоторой температуре степень диссоциации молекул углекислого газа на кислород и окись углерода α = 0,25 . Во сколько раз давление в сосуде при этих условиях будет больше того давления, которое имело бы место, если бы молекулы углекислого газа не были диссоциированы
РЕШЕНИЕ

5.32 В воздухе содержится 23,6% кислорода и 76,4% азота по массе при давлении p = 100 кПа и температуре t = 13°C. Найти плотность воздуха и парциальные давления р1 и р2 кислорода и азота.
РЕШЕНИЕ

5.33 В сосуде находится масса m1 = 10 г углекислого газа и масса m2 = 15 г азота. Найти плотность ρ смеси при температуре t = 21 С и давлении р = 150 кПа
РЕШЕНИЕ

5.34 Найти массу m0 атома водорода; гелия
РЕШЕНИЕ

5.35 Молекула азота, летящая со скоростью v = 600 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда по нормали к ней. Найти импульс силы Ft, полученный стенкой сосуда за время удара.
РЕШЕНИЕ

5.36 Молекула аргона, летящая со скоростью v = 500 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда. Направление скорости молекулы и нормаль к стенке сосуда составляют угол 60. Найти импульс силы, полученный стенкой сосуда за время удара.
РЕШЕНИЕ

5.37 Молекула азота летит со скоростью v = 430 м/с. Найти импульс mv этой молекулы.
РЕШЕНИЕ

5.38 Какое число молекул n содержит единица массы водяного пара
РЕШЕНИЕ

5.39 В сосуде объемом V = 4 л находится масса m = 1 г водорода. Какое число молекул содержит единица объема сосуда
РЕШЕНИЕ

5.40 Какое число молекул N находится в комнате объемом V = 80 м3 при температуре t = 17 С и давлении p = 100 кПа
РЕШЕНИЕ

5.41 Какое число молекул n содержит единица объема сосуда при температуре t = 10 С и давлении p = 1,33*10-9 Па
РЕШЕНИЕ

5.42 Для получения хорошего вакуума в стеклянном сосуде необходимо подогревать стенки сосуда при откачке для удаления адсорбированного газа. На сколько может повыситься давление в сферическом сосуде радиусом r = 10 см, если адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд? Площадь поперечного сечения молекул s0 = 10-19 м2. Температура газа в сосуде t = 300. Слой молекул на стенках считать мономолекулярным.
РЕШЕНИЕ

5.43 Какое число частиц находится в единице массы парообразного йода I2, степень диссоциации которого α= 0,5
РЕШЕНИЕ

5.44 Какое число частиц N находится в массе m = 16 г кислорода, степень диссоциации которого 0,5
РЕШЕНИЕ

5.45 В сосуде находится количество ν1 = 10-7 молей кислорода и масса m2 = 10-6 г азота. Температура смеси t = 100, давление в сосуде p = 133 мПа. Найти объем V сосуда, парциальные давления p1 и p2 кислорода и азота и число молекул в единице объема сосуда.
РЕШЕНИЕ

5.46 Найти среднюю квадратичную скорость v2 молекул воздуха при температуре t = 17
РЕШЕНИЕ

5.47 Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах.
РЕШЕНИЕ

5.48 В момент взрыва атомной бомбы развивается температура T = 10^7 К. Считая, что при такой температуре все молекулы полностью диссоциированы на атомы, а атомы ионизированы, найти среднюю квадратичную скорость иона водорода.
РЕШЕНИЕ

5.49 Найти число молекул n водорода в единице объема сосуда при давлении p = 266,6 Па, если средняя квадратичная скорость его молекул 2,4 км/с.
РЕШЕНИЕ

5.50 Плотность некоторого газа ρ = 0,06 кг, средняя квадратичная скорость его молекул v2 = 500 м/с. Найти давление, которое газ оказывает на стенки сосуда
РЕШЕНИЕ

5.51 Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул воздуха? Масса пылинки 10-3 г. Воздух считать однородным газом, молярная масса которого 0,029 кг/моль
РЕШЕНИЕ

5.52 Найти импульс mv молекулы водорода при температуре t = 20. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.
РЕШЕНИЕ

5.53 В сосуде объемом V = 2 л находится масса m = 10 г кислорода при давлении p = 90,6 кПа. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, число молекул, находящихся в сосуде, и плотность газа.
РЕШЕНИЕ

5.54 Частицы гуммигута диаметром σ = 1 мкм участвуют в броуновском движении. Плотность гуммигута ρ = 10^3 кг/м3. Найти среднюю квадратичную скорость частиц гуммигута при температуре t = 0
РЕШЕНИЕ

5.55 Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа равна v2 = 450 м/с. Давление газа p = 50 кПа. Найти плотность газа при этих условиях.
РЕШЕНИЕ

5.56 Плотность некоторого газа ρ = 0,082 кг/м3 при давлении p = 100 кПа и температуре t = 17. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа. Какова молярная масса этого газа
РЕШЕНИЕ

5.57 Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при нормальных условиях 461 м/с. Какое число молекул n содержит единица массы этого газа
РЕШЕНИЕ

5.58 Найти внутреннюю энергию W массы m=20 г кислорода при температуре t = 10. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул и какая часть на долю вращательного движения
РЕШЕНИЕ

5.59 Найти внутреннюю энергию W массы m = 1 г воздуха при температуре t = 15
РЕШЕНИЕ

5.60 Автомобиль массой m = 1 т движется при выключенном моторе с постоянной скоростью v = 54 км/ч под гору с уклоном 4 м на каждые 100 м пути. Какую мощность N должен развивать двигатель автомобиля, чтобы автомобиль двигался с той же скоростью в гору
РЕШЕНИЕ

5.61 Найти внутреннюю энергию W двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом V = 2 л под давлением p = 150 кПа.
РЕШЕНИЕ

5.62 Энергия поступательного движения молекул азота, находящегося в баллоне объем V = 20 л, W = 5 кДж, а средняя квадратичная скорость его молекул 2·10^3 м/с. Найти массу азота в баллоне и давление, под которым он находится.
РЕШЕНИЕ

5.63 При какой температуре T энергия теплового движения атомов гелия будет достаточна для того, чтобы атомы гелия преодолели земное тяготение и навсегда покинули земную атмосферу
РЕШЕНИЕ

5.64 Масса m = 1 кг двухатомного газа находится под давлением p = 80 кПа и имеет плотность 4 кг/м3 Найти энергию теплового движения молекул газа при этих условиях
РЕШЕНИЕ

5.65 Какое число молекул N двухатомного газа содержит объем V = 10 см3 при давлении p = 5,3 кПа и температуре t = 27? Какой энергией теплового движения обладают эти молекулы
РЕШЕНИЕ

5.66 Найти удельную теплоемкость кислорода для V = const; p = const
РЕШЕНИЕ

5.67 Найти удельную теплоемкость cp хлористого водорода; неона; окиси азота; окиси углерода; паров ртути
РЕШЕНИЕ

5.68 Найти отношение удельных теплоемкостей cp/сv для кислорода
РЕШЕНИЕ

5.69 Удельная теплоемкость некоторого двухатомного газа cp = 14,7 кДж/кг*К. Найти молярную массу этого газа
РЕШЕНИЕ

5.70 Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях 1,43 кг/м3. Найти удельные теплоемкости сv и cp этого газа
РЕШЕНИЕ

5.71 Молярная масса некоторого газа 0,03 кг/моль, отношение cp/сv = 1,4. Найти удельные теплоемкости этого газа
РЕШЕНИЕ

5.72 Во сколько раз молярная теплоемкость С гремучего газа больше молярной теплоемкости водяного пара, получившегося при его сгорании? Задачу решить для V = const; p = const
РЕШЕНИЕ

5.73 Найти степень диссоциации кислорода, если его удельная теплоемкость при постоянном давлении cp = 1,05 кДж/кг*К
РЕШЕНИЕ

5.74 Найти удельные теплоемкости сv и cp парообразного йода I2, если степень диссоциации его 0,5
РЕШЕНИЕ

5.75 Найти степень диссоциация азота, если для него отношение cp/сv = 1,47
РЕШЕНИЕ

5.76 Найти удельную теплоемкость cp газовой смеси, состоящей из количества v1 = 3 кмоль аргона и количества v2 = 3 кмоль азота
РЕШЕНИЕ

5.77 Найти отношение cp/сv для газовой смеси, состоящей из массы m1 = 8 г гелия и массы m2 = 16 г кислорода
РЕШЕНИЕ

5.78 Удельная теплоемкость газовой смеси, состоящей из количества v1 = 1 кмоль кислорода и некоторой массы m2 аргона равна сv = 430 Дж/кг*К. Какая масса аргона находится в газовой смеси
РЕШЕНИЕ

5.79 Масса m = 10 г кислорода находится при давлении p = 0,3 МПа и температуре t = 10. После нагревания при p = const газ занял объем V2 = 10 л. Найти количество теплоты, полученное газом, и энергию теплового движения молекул газа до и после нагревания
РЕШЕНИЕ

5.80 Масса m = 12 г азота находится в закрытом сосуде объемом V = 2 л при температуре t = 10. После нагревания давление в сосуде стало равным p = 1,33 МПа. Какое количество теплоты сообщено газу при нагревании
РЕШЕНИЕ

5.81 В сосуде объемом V = 0,1 МПа находится азот при давлении p = 0,1 МПа. Какое количество теплоты надо сообщить азоту, чтобы при p = const объем увеличился вдвое; при V = const давление увеличилось вдвое
РЕШЕНИЕ

5.82 В закрытом сосуде находится масса m = 14 г азота при давлении p1 = 0,1 МПа и температуре t = 27. После нагревания давление в сосуде повысилось в 5 раз. До какой температуры t2 был нагрет газ? Найти объем сосуда и количество теплоты, сообщенное газу.
РЕШЕНИЕ

5.83 Какое количество теплоты надо сообщить массе m = 12 г кислорода, чтобы нагреть его на t = 50 при p = const
РЕШЕНИЕ

5.84 На нагревание массы m = 40 г кислорода от температуры t1 = 16 до t2 = 40 затрачено количество теплоты 628 Дж. При каких условиях нагревался газ при постоянном объеме или постоянном давлении
РЕШЕНИЕ

5.85 В закрытом сосуде объемом V = 10 л находится воздух при давлении p = 0,1 МПа. Какое количество теплоты надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз
РЕШЕНИЕ

5.86 Какую массу m углекислого газа можно нагреть при p = const от температуры t1 = 20 до t2 = 100 количеством теплоты 222 Дж? На сколько при этом изменится кинетическая энергия одной молекулы
РЕШЕНИЕ

5.87 В закрытом сосуде объем V = 2 л находится азот, плотность которого 1,4 кг/м3. Какое количество теплоты надо сообщить азоту, чтобы нагреть его на 100 K
РЕШЕНИЕ

5.88 Азот находится в закрытом сосуде объемом V = 3 л при температуре t1 = 27 и давлении p1 = 0,3 МПа. После нагревания давление в сосуде повысилось до p2 = 2,5 МПа. Найти температуру азота после нагревания и количество теплоты, сообщенное азоту.
РЕШЕНИЕ

5.89 Для нагревания некоторой массы газа на t1 = 50 при p = const необходимо затратить количество теплоты Q1 = 670 Дж. Если эту же массу газа охладить на t2 = 100 при V = const, то выделяется количество теплоты Q2 = 1005 Дж. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа
РЕШЕНИЕ

5.90 Масса m = 10 г азота находится в закрытом сосуде при температуре t1 = 7. Какое количество теплоты надо сообщить азоту, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое? Во сколько раз при этом изменится температура газа? Во сколько раз при этом изменится давление газа на стенки сосуда
РЕШЕНИЕ

5.91 Гелий находится в закрытом сосуде объемом V = 2 л при температуре t1 = 20 и давлении p1 = 100 кПа. Какое количество теплоты Q надо сообщить гелию, чтобы повысить его температуру на t = 100? Каковы будут при новой температуре средняя квадратичная скорость его молекул, давление, плотность гелия и энергия теплового движения его молекул
РЕШЕНИЕ

5.92 В закрытом сосуде объемом V = 2 л находится масса m азота и масса m аргона при нормальных условиях. Какое количество теплоты надо сообщить, чтобы нагреть газовую смесь на t = 100
РЕШЕНИЕ

5.93 Найти среднюю арифметическую, среднюю квадратичную и наиболее вероятную vв скорости молекул газа, который при давлении p= 40 кПа имеет плотность 0,3 кг/м3
РЕШЕНИЕ

5.94 При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на v = 50 м/с
РЕШЕНИЕ

5.95 Какая часть молекул кислорода при t = 0 обладает скоростями от 100 до 110 м/с
РЕШЕНИЕ

5.96 Какая часть молекул азота при t = 150 обладает скоростями v от 300 до 325 м/с
РЕШЕНИЕ

5.97 Какая часть молекул водорода при t = 0 обладает скоростями v от 2000 до 2100 м/с
РЕШЕНИЕ

5.98 Во сколько раз число молекул N1, скорости которых лежат в интервале от vв до vв + v , больше числа молекул N2, скорости которых лежат в интервале от v2 до v2 + v
РЕШЕНИЕ

5.99 Какая часть молекул азота при температуре Т имеет скорости, лежащие в интервале от vв до vв + v, где v = 20 м/с. если T = 400 К; 900 К
РЕШЕНИЕ

5.100 Какая часть молекул азота при температуре t = 150 имеет скорости, лежащие в интервале от v1 300 м/c до v2 800 м/с
РЕШЕНИЕ

5.101 Какая часть общего числа N молекул имеет скорости больше наиболее вероятной скорости vв , меньше наиболее вероятной скорости
РЕШЕНИЕ

5.102 В сосуде находится масса m = 2,5 г кислорода. Найти число Nx молекул кислорода, скорости которых превышают среднюю квадратичную скорость
РЕШЕНИЕ

5.103 В сосуде находится масса m = 8 г кислорода при температуре T = 1600 К. Какое число молекул кислорода имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W0 = 6,65·10-20 Дж
РЕШЕНИЕ

5.104 Энергию заряженных частиц часто выражают в электронвольтах 1 эВ энергия, которую приобретает электрон, пройдя в электрическом поле разность потенциалов 1 B, причем 1 эВ = 1,60219-19 Дж. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул 1 эВ? При какой температуре 50% всех молекул имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию 1 эВ
РЕШЕНИЕ

5.105 Молярная энергия, необходимая для ионизации атомов гелия Wi = 418,68 кДж/моль. При какой температуре газа 10% всех молекул имеют молярную кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию Wi
РЕШЕНИЕ

5.106 Обсерватория расположена на высоте h = 3250 м над уровнем моря. Найти давление воздуха на этой высоте. Температуру воздуха считать постоянной и равной t = 5
РЕШЕНИЕ

5.107 На какой высоте h давление воздуха составляет 75% от давления на уровне моря? Температуру воздуха считать постоянной и равной 0
РЕШЕНИЕ

5.108 Пассажирский самолет совершает полеты на высоте h1 = 8300 м. Чтобы не снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи компрессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте h2 = 2700 м. Найти разность давлений внутри и снаружи кабины. Температуру наружного воздуха считать равной 0
РЕШЕНИЕ

5.109 Найти во сколько раз плотность воздуха в кабине больше плотности воздуха вне ее, если температура наружного воздуха t1 = – 20, а температура воздуха в кабине t2 = + 20
РЕШЕНИЕ

5.110 Найти плотность воздуха у поверхности Земли; на высоте h = 4 км от поверхности Земли. Температуру воздуха считать постоянной и равной 0. Давление воздуха у поверхности Земли 100 кПа
РЕШЕНИЕ

5.111 На какой высоте h плотность газа вдвое меньше его плотности на уровне моря? Температуру газа считать постоянной и равной 0. Задачу решить для воздуха, водорода
РЕШЕНИЕ

5.112 Перрен, наблюдая при помощи микроскопа изменение концентрации взвешенных частиц гуммигута с изменением высоты и применяя барометрическую формулу, экспериментально нашел значение постоянной Авогадро. В одном из опытов Перрен нашел, что при расстоянии между двумя слоями 100 мкм число взвешенных частиц гуммигута в одном слое вдвое больше, чем в другом. Температура гуммигута 20. Частицы гуммигута диаметром 0,3 мкм были взвешены в жидкости, плотность которой на 0,2·10^3 кг/м3 меньше плотности частиц. Найти по этим данным значение постоянной Авогадро
РЕШЕНИЕ

5.113 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул углекислого газа при температуре t = 100 и давлении p = 13,3 Па
РЕШЕНИЕ

5.114 При помощи ионизационного манометра, установленного на искусственном спутнике Земли, было обнаружено, что на высоте h = 300 км от поверхности Земли концентрация частиц газа в атмосфере n = 10^15 м-3. Найти среднюю длину свободного пробега частиц газа на этой высоте
РЕШЕНИЕ

5.115 Найти среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при нормальных условиях
РЕШЕНИЕ

5.116 Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул углекислого газа при температуре t = 100, если средняя длина свободного пробега 870 мкм.
РЕШЕНИЕ

5.117 Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул азота при давлении 53,33 кПа и температуре t = 27
РЕШЕНИЕ

5.118 В сосуде объемом V = 0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Найти общее число столкновений между молекулами кислорода в этом объеме за единицу времени.
РЕШЕНИЕ

5.119 Во сколько раз уменьшится число столкновений в единицу времени молекул двухатомного газа, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза
РЕШЕНИЕ

5.120 Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при давлении 10 кПа и температуре 17
РЕШЕНИЕ

5.121 Найти среднюю длину свободного пробега атомов гелия, если известно, что плотность гелия 0,021 кг/м3
РЕШЕНИЕ

5.122 Найти среднюю длину свободного пробега молекул водорода при давлении 0,133 Па и температуре 50
РЕШЕНИЕ

5.123 При некотором давлении и температуре t = 0 средняя длина свободного пробега молекул кислорода 95 нм. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул кислорода, если при той же температуре давление кислорода уменьшить в 100 раз
РЕШЕНИЕ

5.124 При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа 160 нм; средняя арифметическая скорость его молекул 1,95 км/с. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул этого газа, если при той же температуре давление газа уменьшить в 1,27 раза.
РЕШЕНИЕ

5.125 В сосуде объем V = 100 см3 находится масса m = 0,5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота
РЕШЕНИЕ

5.126 В сосуде находится углекислый газ, плотность которого 1,7 кг/м3. Средняя длина свободного пробега его молекул 79 нм. Найти диаметр молекул углекислого газа.
РЕШЕНИЕ

5.127 Найти среднее время между двумя последовательными столкновениями молекул азота при давлении 133 Па, температуре t = 10
РЕШЕНИЕ

5.128 Сосуд с воздухом откачан до давления p = 1,33*10-4 Па. Найти плотность ρ воздуха в сосуде, число молекул в единице объема сосуда и среднюю длину свободного пробега молекул
РЕШЕНИЕ

5.129 Какое предельное число n молекул газа должно находиться в единице объема сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Диаметр молекул газа 0,3 нм, диаметр сосуда D = 15 см.
РЕШЕНИЕ

5.130 Какое давление надо создать внутри сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом, если диаметр сосуда D = 1 см; 10 см; 100 см
РЕШЕНИЕ

5.131 Расстояние между катодом и анодом в разрядной трубке d = 15 см. Какое давление р надо создать в разрядной трубке, чтобы электроны не сталкивались с молекулами воздуха на пути от катода к аноду? Температура воздуха 27. Средняя длина свободного пробега электрона в газе приблизительно в 5,7 раза больше средней длины свободного пробега молекул самого газа
РЕШЕНИЕ

5.132 В сферической колбе объемом V = 1 л находится азот. При какой плотности азота средняя длина свободного пробега молекул азота больше размеров сосуда
РЕШЕНИЕ

5.133 Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул некоторого газа, если средняя длина свободного пробега 5 мкм, а средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с
РЕШЕНИЕ

5.134 Найти коэффициент диффузии D водорода при нормальных условиях, если средняя длина свободного пробега 0,16 мкм
РЕШЕНИЕ

5.135 Найти коэффициент диффузии D гелия при нормальных условиях.
РЕШЕНИЕ

5.136 Построить график зависимости коэффициента диффузии D водорода от температуры в интервале 100 ≤ Т ≤ 600 К через каждые 100 К при p = const = 100 кПа
РЕШЕНИЕ

5.137 Найти массу m азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 0,01 м2 за время t = 10 c, если градиент плоскости в направлении, перпендикулярном к площадке 1,26 кг/м4. Температура азота t = 27
РЕШЕНИЕ

5.138 При каком давлении p отношение вязкости некоторого газа к коэффициенту его диффузии 0,3 кг/м3, а средняя квадратичная скорость его молекул 632 м/с
РЕШЕНИЕ

5.139 Найти среднюю длину свободного пробега молекул гелия при давлении p = 101,3 кПа и температуре t = 0, если вязкость гелия 13 мкПа*с
РЕШЕНИЕ

5.140 Найти вязкость азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него D = 1,42*10-5 м2/с. Найти диаметр молекулы кислорода, если при температуре вязкость кислорода
РЕШЕНИЕ

5.141 Найти диаметр молекулы кислорода, если при температуре t = 0 вязкость кислорода 18,8 мкПа/с.
РЕШЕНИЕ

5.142 Построить график зависимости вязкости азота от температуры T в интервале 100 ≤ Т ≤ 600 К через каждые 100 К.
РЕШЕНИЕ

5.143 Найти коэффициент диффузии D и вязкость η воздуха при давлении 101,3 кПа и температуре t = 10° C. Диаметр молекул воздуха 0,3 нм
РЕШЕНИЕ

5.144 Во сколько раз вязкость кислорода больше вязкости азота? Температуры газов одинаковы.
РЕШЕНИЕ

5.145 Коэффициент диффузии и вязкость водорода при некоторых условиях равны D = 1,42*10-4 м2/с и 8,5 мкПа*с. Найти число n молекул водорода в единице объема.
РЕШЕНИЕ

5.146 Коэффициент диффузии и вязкость кислорода при некоторых условиях равны D = 1,22*10-5 м2/с и 19,5 мкПа*с. Найти плотность кислорода, среднюю длину свободного пробега и среднюю арифметическую скорость его молекул.
РЕШЕНИЕ

5.147 Какой наибольшей скорости v может достичь дождевая капля диаметром D = 0,3 мм? Диаметр молекул воздуха 0,3 нм. Температура воздуха t = 0. Считать, что для дождевой капли справедлив закон Стокса.
РЕШЕНИЕ

5.148 Самолет летит со скоростью v = 360 км/ч. Считая, что слой воздуха у крыла самолета, увлекаемый вследствие вязкости, d = 4 см, найти касательную силу Fs , действующую на единицу поверхности крыла
РЕШЕНИЕ

5.149 Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполнено газом. Радиусы цилиндров равны 5 см и 5,2 см. Высота внутреннего цилиндра h = 25 см. Внешний цилиндр вращается с частотой n = 360 об/мин. Для того чтобы внутренней цилиндр оставался неподвижным, к нему надо приложить касательную силу F = 1,38 мН. Рассматривая в первом приближении случай как плоский, найти из данных этого опыта вязкость газа, находящегося между цилиндрами.
РЕШЕНИЕ

5.150 Найти теплопроводность водорода, вязкость которого 8,6 мкПа*с
РЕШЕНИЕ

5.151 Найти теплопроводность K воздуха при давлении p = 100 кПа и температуре t = 10
РЕШЕНИЕ

5.152 Построить график зависимости теплопроводности К от температуры T в интервале 100 ≤ T ≤ 600 К через каждые 100 К
РЕШЕНИЕ

5.153 В сосуде объемом 2 л находится N = 4·10^22 молекул двухатомного газа. Теплопроводность газа К = 14 мВт/(м·К). Найти коэффициент диффузии газа
РЕШЕНИЕ

5.154 Углекислый газ и азот находится при одинаковых температурах и давлениях. Найти для этих газов отношение коэффициентов диффузии; вязкостей; теплопроводностей
РЕШЕНИЕ

5.155 Расстояние между стенками дьюаровского сосуда d = 8 мм. При каком давлении теплопроводность воздуха, находящегося между стенками сосуда, начнет уменьшатся при откачке
РЕШЕНИЕ

5.156 Цилиндрический термос с внутренним радиусом r1 = 9 см и внешним радиусом r2 = 10 см наполнен льдом. Высота термоса h = 20 см. Температура льда t1 = 0, температура наружного воздуха t2 = 20. При каком предельном давлении р воздуха между стенками термоса теплопроводность еще будет зависеть от давления? Диаметр молекул воздуха σ = 0,3 нм, а температуру воздуха между стенками термоса считать равной среднему арифметическому температур льда и наружного воздуха. Найти теплопроводность К воздуха, заключенного между стенками термоса, при давлениях 101,3 кПа и 13,3 мПа, если молярная масса воздуха 0,029 кг/моль. Какое количество теплоты проходит за время 1 мин через боковую поверхность термоса средним радиусом r = 9,5 см при давлениях p1 = 101,3 кПа и р2 = 13,3 мПа?
РЕШЕНИЕ

5.157 Какое количество теплоты теряет помещение за время t = 1 час через окно за счет теплопроводности воздуха, заключенного между рамами? Площадь каждой рамы 4 м2, расстояние между ними d = 30 см. Температура помещения t1 = 18, температура наружного воздуха t2 = -20. Диаметр молекул воздуха 0,3 нм. Температуру воздуха между рамами считать равной среднему арифметическому температур помещения и наружного воздуха
РЕШЕНИЕ

5.158 Между двумя пластинами, находящимися на расстоянии d = 1 мм друг от друга, находится воздух. Между пластинами поддерживается разность температур 1 К. Площадь каждой пластины S = 0,01 м2. Какое количество теплоты Q передается за счет теплопроводности от одной пластины к другой за время t = 10 мин
РЕШЕНИЕ

5.159 Масса m = 10 г кислорода находится при давлении 300 кПа и температуре t = 10. После нагревания при p = const газ занял объем V = 10 л. Найти количество теплоты, полученное газом, изменение внутренний энергии газа и работу, совершению газом при расширении
РЕШЕНИЕ

5.160 Масса m = 6,5 г водорода, находящегося при температуре t = 27, расширяется вдвое при p = const за счет притока тепла извне. Найти работу расширения газа, изменение W внутренний энергии газа и количество теплоты, сообщенное газу.
РЕШЕНИЕ

5.161 В закрытом сосуде находится масса m1 = 20 г азота и масса m2 = 32 г кислорода. Найти изменение внутренней энергии смеси газов при охлаждении ее на 28 К.
РЕШЕНИЕ

5.162 Количество 2 кмоль углекислого газа нагревается ври постоянном давлении на 50 К. Найти изменение внутренней энергии газа, работу А расширения газа и количество теплоты, сообщенное газу
РЕШЕНИЕ

5.163 Двухатомному газу сообщено количество теплоты 2,093 кДж. Газ расширяется при p = const. Найти работу расширения газа
РЕШЕНИЕ

5.164 При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа А = 156,8 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу
РЕШЕНИЕ

5.165 В сосуде объемом V = 5 л находится газ при давлении 200 кПа и температуре t = 17. При изобарическом расширении газа была совершена работа 196 Дж. На сколько нагрели газ
РЕШЕНИЕ

5.166 Масса m = 7 г углекислого газа была нагрета на 10 К в условиях свободного расширения. Найти работу А расширения газа и изменение его внутренней энергии
РЕШЕНИЕ

5.167 Количество 1 кмоль многоатомного газа нагревается на T = 100 К в условиях свободного расширения. Найти количество теплоты, сообщенное газу, изменение его внутренней энергии и работу расширения газа
РЕШЕНИЕ

5.168 В сосуде под поршнем находится масса m = 1 г азота. Какое количество теплоты надо затратить, чтобы нагреть азот на T = 10 К? На сколько при этом поднимется поршень
РЕШЕНИЕ

5.169 В сосуде под поршнем находится гремучий газ. Какое количество теплоты Q выделяется при взрыве гремучего газа, если известно, что внутренняя энергия газа изменилась при этом на 336 Дж и поршень поднялся на высоту 20 см. Над поршнем находится воздух при нормальных условиях.
РЕШЕНИЕ