Распределения максвелла и больцмана

1.25. Как зависит давление газа, находящегося во внешнем поле, от температуры Т? Дайте подробный ответ.

2.25. Вычислить наиболее вероятную, среднюю и среднюю квадратичную скорости молекул газа, у которого при давлении Р = 210⁵ Па плотность  = = 2 кг/м³.

Ответ: 450 м/с; 510 м/c; 550 м/с.

3.10. Среднеарифметические скорости молекул кислорода и окиси углерода СО отличаются друг от друга на v = 50 м/с. При какой «температуре» возможно наблюдать данное различие скоростей?

Ответ: 51 К.

4.25. В пучке частиц скорости имеют одно направление и лежат в интервале (v, v + v). Масса частицы m. Определите скорость частиц после прохождения области, где на расстоянии L, вдоль направления движения на частицы, действовала сила F.

Ответ:

Явления переноса

24. Почему теплопроводность твердых тел намного превосходит теплопроводность газов?

2.25. Коэффициент диффузии и вязкость водорода при некоторых условиях равны D = 1,4210^4 м²/с и  = 8,5 мкПас. Найти число молекул водорода в единице объема.

Ответ: n = 1,810²⁵ м^3.

3.25. Смесь газов азота и кислорода находится при парциальных давлениях, соответственно = 8510⁵ Па и = 15,10310⁵ Па. Определить длину свободного пробега молекул кислорода, если температура смеси 20 С, а эффективные диаметры молекул кислорода 0,36 нм и азота0,28 нм.

Ответ: l = 0,80 мкм.

Первое начало термодинамики

1.25. Какие процессы в термодинамических системах называют квазистатическими?

2.25. В вертикально расположенном цилиндре под легко подвижным поршнем площадью 245 см² находится 1 моль идеального газа при температуре 27 С. На поршне лежит груз массой 12,5 кг. Атмосферное давление вне цилиндра 0,1 МПа. Газ нагревают до температуры, при которой его объем увеличивается в 3 раза. Найти совершенную газом работу, первоначальный объем газа и число атомов в молекуле газа, если известно, что к газу было подведено 8725 Дж теплоты.

Ответ: 2493 Дж; 2,1·10^-3 м³; 2.

3.23. Кислород (О₂), находящийся в стальном баллоне емкостью 100 л, при температуре 17 С имеет давление 0,5 МПа. Какое количество теплоты нужно сообщить азоту, чтобы его давление возросло до 1,5 МПа?

Ответ: 250 кДж.

4.25. Один моль азота (N₂) находится под давлением 100 кПа. Газу сообщается некоторое количество теплоты. В результате при постоянном давлении объем газа увеличивается вдвое. Найти количество подведенной к газу теплоты.

Ответ: 350 Дж.

Второе начало термодинамики

22. В чем заключается тепловое загрязнение окружающей среды?

2.25. Найти коэффициент преобразования холодильника , работающего по обратному циклу Карно, если при работе по прямому циклу его КПД равен  = 0,25.

Ответ:  = 3.

3.25. Определить температуру окружающей среды и количество отводимого из комнаты тепла, если температура в комнате 25 С, работа холодильной установки с коэффициентом преобразования  = 10 равна 3 МДж в час.

Ответ: t₁ = 55 С; Q = 30 МДж в час.

4.25. Цикл тепловой машины состоит из изотермы при минимальной температуре, адиабаты и изобары. Определить показатель адиабаты , если КПД цикла равен  = 0,235, а степень сжатия Р₁/Р₂ = 8.

Ответ:  = 1,33.