Расчетно-графическая работа по физике

Министерство общего и профессионального образования РФ Владимирский государственный университет Кафедра общей и прикладной физики Расчетно-графическая работа №2

Владимир 1998

№ 202

Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества =0,2 моль

2) массой m=1 г?

Дано:

Число молекул в молях вещества

1)или

2) масса одной молекулы (атома)

Тогда :

Ответ:

№ 212

В баллоне находится газ при температуре T₁=400 К. До какой температуры T₂ надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

Дано:

Запишем для каждого из 2-х состояний газа

уравнения состояния:

Разделим почленно второе уравнение на первое:

Ответ:

№ 222

Определить суммарную кинетическую энергию E_k поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V=3л под давлением p=540 кПа.

Дано:

Средняя кинетич. энергия поступательного

движения одной молекулы:

Тогда суммарная кинетическая энергия равна:

где - число всех молекул.

Найдем

Уравнение состояния газа:

где - число молекул

С другой стороны  т.е.  где

- постоянная Больцмана

, откуда

т.е.

Ответ:

№ 232

Найти удельные с_Р и с_V , а так же молярные С_Р и С_V теплоемкости углекислого газа.

Дано:

1. Удельные теплоемкости:

Молярные теплоемкости:

Ответ:

№ 242

Определить среднюю длину свободного пробега <l> молекулы азота в сосуде, вместимостью V=5л. Масса газа m=0,5 г.

Дано:

Длина свободного пробега молекулы вычисля-

ется по формуле:

, где - эфективное сечение.

, где концентрацию n найдем из

системы уравнений:

 

Þ

 

Ответ:

№ 252

При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу А; 2) изменение DU внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m=0,2 кг.

Дано:

1. Работа при изотермическом расширении:

, где

2. Внутренняя энергия идеального газа:

, а изменение  будет равно:

у нас =0, т.к. Т=const, поэтому =0

3. Согласно 1-му закону термодинамики, полученное газом равно:

, что при =0 дает:

Ответ:

№ 262

Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т₁ теплоотдатчика в четыре раза (n=4) больше температуры теплоприемника. Какую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику?

Дано:

Теплоприемником является охладитель (холодильник) с темпера-

турой . Поэтому можно определить КПД цикла.

;

 с другой стороны ,

где - кол-во теплоты, поступившее от нагревателя

- кол-во теплоты, переданное холодильнику

искомая доля равна:

- выразим из формулы для :

 откуда ,

поэтому:

Ответ:

№ 272

Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V₁=8 см³ до V₂=16 см³? Считать процесс изотермическим.

Дано:

При изменении площади мыльной пленки

на совершена работа

Ввиду же двусторонности мыльной пленки

приращение пленки удваивается:

. Вычислим:

, здесь, , где опреде-

лим из

, где определяется из

.

Ответ: .