Задачи.

4.1. 10 г гелия занимает объем 100 см³ при давлении 100 МПа. Найти температуру газа, считая его: а) идеальным; б) реальным.

4.2. В закрытом сосуде объемом V=0,5 м³ находится количество 0,6 кмоль углекислого газа при давлении p=3 МПа. Пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, найти, во сколько раз надо увеличить температуру газа, чтобы давление увеличилось вдвое.

4.3. В баллоне вместимостью 22 л находится азот массой 0,7 кг при температуре 0⁰С. Определить давление газа на стенки баллона, внутреннее давление газа и собственный объем молекул.

4.4. В сосуде объемом 10 л находится 0,25 кг азота при 27^оС. Какую часть давления составляет давление, обусловленное силами взаимодействия молекул? Какую часть объема сосуда составляет собственный объем молекул.

6.10. 0,5 кмоль некоторого газа занимает объем 1 м³. При расширении газа до объема 1,2 м³ была совершена работа против сил взаимодействия молекул 5,684 кДж. Найти постоянную а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.

4.5. Найти давление р_i, обусловленное силами взаимодействия молекул, заключенных в 1 кмоль газа при нормальных условиях. Критическая температура и критическое давление этого газа равны 417К и 7,7 МПа.

4.6. Критическое давление и температура неона равны соответственно 27,3.10⁵ Па и 44,5 К. Определите по этим данным эффективный диаметр молекул неона.

4.7. Рамка АВСД с подвижной медной перекладиной КL затянута мыльной пленкой. 1) Каков должен быть диаметр перекладины КL, чтобы она находилась в равновесии? 2) Найти длину перекладины, если известно, что при перемещении перекладины на h=1 см совершается изотермическая работа 45 мкДж.

4.8. Керосин по каплям вытекает из бюретки через отверстие диаметром 2 мм, причем капли падают одна за другой с интервалом 1 с. За сколько времени вытечет 25 см³ керосина?

4.9. С паяльника упала капля припоя массой 0,2 г. Отрыв капли произошел в тот момент, когда диаметр шейки был равен 1 мм. Оценить поверхностное натяжение расплавленного припоя. (0,64 Н/м)

4.10. Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы увеличить вдвое объем мыльного пузыря радиусом 1 см.

4.11. Найти добавочное давление внутри мыльного пузыря диаметром 10 см. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы выдуть этот пузырь.

4.12. В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость поднялась на 11 мм. Найти плотность данной жидкости, если ее коэффициент поверхностного натяжения 22 мН/м. (800 кг/м³)

4.13. Две вертикальные параллельные друг другу стеклянные пластины частично погружены в воду. Расстояние между пластинами d=0,1 мм, их ширина l=12 см. Считая, что вода между пластинами не доходит до их верхних краев и что смачивание полное, найти силу, с которой они притягиваются друг к другу.

Ответы.

1.1. 31л 1.3. 1400К. 1.4. 20м. 1.5. 1,95 кг/м³. 1.6. 1,48.10^-3кг. 1.7. 29.10^-3кг/моль, 1,2 кг/м³, 21 кПа, 79 кПа. 1.8. 0,48кг/м³ 1.9. р=(р₁V₁+р₂V₂+ +р₃V₃)/(V₁+V₂ + V₃)=2.10⁵ Па. 1.14. 3,3.10¹⁹ м^-3. 1.15. 0,1моль, 3,2 г, 2,68.10²⁵ м^-3. 1.16. 4,14 кПа. 1.17. 8,28.10^-21Дж, 13,8.10^-21 Дж, 16,6.10^-21 Дж. 1.18. 2 км/с. 1.19. 2,3.10²⁵м^-3. 1.20. 230 м/с, 1,9.10²³, 5 кг/м³. 1.21. 390, 440, 478 м/с. 1.22. 9,8кПа. 1.23..645 м/с, 1290 м/с. 1.24. 579, 628, 513 м/с.1.25. 2,8 % 1.26. 1,3. 1.27. 5530 м. 1.28. 5,5 км. 1.29. 1,18 кПа.

3.1. 0,002кг/моль. 3.2. 4,15кДж. 3.3. 8,1 кДж, 20,2 кДж, 28,3 кДж. 3.4. i=3, C_p=20 Дж/(моль.К), Q=11 кДж, А=-3,8кДж. 3.5. 8,3 л. 3.6. A=Q=70 Дж. 3.7. 0,002кг/моль. 3.8. а)Q=1,55 кДж, А=0,92кДж, U=0,63 кДж; б) Q=1,88 кДж, А=1,25 кДж, U=0,63кДж. 3.9. 865К. 3.10. 454 К. 3.11. а)Т₂=Т₁=313К, р₂=0,2 МПа, А=-1,8 кДж; б) Т₂=413К, р₂=0,26 МПа, А=-2,08 кДж. 3.12. 0,193. 3.13. В два раза. 3.14. 20%, 1,26кДж. 3.15. 1) =0,093; 2) Q₂=360 кДж; 3) Q₁=397 кДж; 4) ₂=Q₂/A9,7. 3.16. 1)76кДж; 2)72кДж; 3) 4 кДж; 4) 5,2%. 3.17. S=(m/) (C_p-C_v) (lnn) = (m/) R (lnn) = 457 Дж/К. 3.18. 290Дж/К. 3.19. а) 1,76Дж/К; б) 2,46 Дж/К. 3.20. 1230 Дж/К. 3.21. ln(W₁/W₂)=4,2.10²³; р₁/р₂=2.

4.1. а) 482К; б) 204К. 4.2. Т₂/Т₁=(2р+р_i)/(р+р_i)=1,85, где р_i=а²/V². Если бы газ подчинялся уравнению Менделеева-Клапейрона, то было бы Т₂/Т₁=2. 4.3. 2,5 МПа; 0,18 МПа; 0,25 л. 4.4. 4,95%; 0,86%. 4.5. а=АV₁V₂/²(V₂-V₁)=0,136 Па.м⁶/моль² . 4.6. 1,31 кПа. 4.7. 2,4.10^-10м. 4.8. 1) 1,2 мм, 2) 5 см. 4.9. За 17 мин. 4.10. 0,64 Н/м. 4.11. 64 мкДж. 4.12. 3,2 Па, 2,8.10^-3 Дж. 4.13. 800 кг/м³. 4.14. F=2²l/(gd²)=13Н.

Список использованной литературы.

1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Т.1.–М.: Наука, 1974.

2. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. – М: Наука, 1974.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1.–М.: Наука, 1989.–576 с

4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2000.–542 с.

5. Волькенштейн В.С. Сборник задач по физике. - М.: Наука, 1985.

6. Новодворская Е.М., Дмитриев Э.М. Методика проведения упражнений по физике во втузе. - М.:Высшая школа, 1981.

7. Цедрик М.С.(ред.) Сборник задач по курсу общей физики.- М.:Просвещение, 1989.

8. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. - М.:Высшая школа, 1981.